研究目的
通过氮掺杂和过氧化氢辅助提高TiO2纳米管阵列的可见光光催化性能,用于有机污染物降解。
研究成果
通过电化学阳极氧化和氨气退火制备的氮掺杂二氧化钛纳米管阵列(N-TNA)展现出增强的可见光吸收和光催化活性,尤其在过氧化氢(H2O2)辅助下效果显著。氮掺杂与H2O2的协同作用大幅提升了有机污染物的降解效率,使N-TNA成为环境治理领域极具前景的材料。未来研究应聚焦于规?;票讣笆导视τ猛乒?。
研究不足
该研究仅限于特定条件,例如以AO-II作为模型污染物、固定的退火参数以及可见光照射。潜在的优化方向可能包括测试其他污染物、改变掺杂水平,或探索除H2O2之外的不同辅助试剂。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用电化学阳极氧化法制备TiO?纳米管阵列(TNA),并通过氨气退火处理获得氮掺杂TNA(N-TNA)。评估了可见光下酸性橙II(AO-II)的光催化降解效果,分别测试有无H?O?辅助的情况。
2:样品选择与数据来源:
以纯度99%、厚度0.1 mm的钛箔作为阳极。选用浓度为10 mg/L的AO-II染料作为有机污染物模型。
3:9%、厚度1 mm的钛箔作为阳极。选用浓度为10 mg/L的AO-II染料作为有机污染物模型。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括配备Ir/Ta合金阴极的电化学阳极氧化装置、管式退火炉、X射线衍射仪(D/max-IIIA)、扫描电子显微镜(SEM,LEO 1530VP)、紫外-可见分光光度计(U3010,日立)、X射线光电子能谱仪(XPS)、光化学反应器(XPA-II)、带滤光片的1000 W氙灯及分光光度计。材料包含氢氟酸(HF)、氟化铵(NH?F)、1,2,3-丙三醇、过氧化氢(H?O?)、氨气(99.8%)和氧气。
4:8%)和氧气。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:钛箔经HF清洗后,在电解液(1,2,3-丙三醇、NH?F、H?O)中以25 V电压阳极氧化2小时,冲洗干燥后分别在空气或氨气氛围中500°C退火。通过XRD、SEM、XPS和UV-Vis对样品进行表征。光催化测试时将样品浸入含H?O?的AO-II溶液,以40°C和180 mW/cm2强度的可见光(λ > 400 nm)照射并通入氧气,定时测定染料浓度。
5:数据分析方法:
通过表征技术数据评估微观结构、形貌及光学特性。根据AO-II降解百分比计算光催化效率,并对比不同样品条件下的结果。
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UV-Vis spectrometer
U3010
Hitachi
Measure optical absorption properties
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X-ray diffractometer
D/max-IIIA
Japan
Characterize the crystalline structure of samples
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Scanning electron microscope
LEO 1530VP
Analyze morphology and microstructure of samples
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Photochemical reactor
XPA-II
Nanjing Xujiang Machine electronic Plant
Conduct photocatalytic experiments under controlled conditions
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Xe lamp
1000 W
Provide simulated solar light for irradiation
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