研究目的
通过静电纺丝法制备纳米结构Co3O4/BiVO4复合薄膜,用于可见光下过一硫酸盐(PMS)活化增强双酚A(BPA)的光电化学降解。
研究成果
通过静电纺丝制备的Co3O4/BiVO4复合薄膜因p-n异质结结构及与PMS的协同作用展现出增强的光电化学性能,在可见光下实现了96%的双酚A降解。主要活性物质为空穴、超氧自由基和硫酸根自由基,使该体系在环境净化应用中极具前景。
研究不足
该研究可能存在电纺法在大规模应用中可扩展性的局限、薄膜长期使用中的潜在稳定性问题,以及对双酚A降解的特定关注可能无法推广至其他污染物。优化Co3O4负载量及进一步探究钴释放的环境影响可能是改进方向。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用静电纺丝法制备Co3O4/BiVO4复合薄膜,旨在构建p-n异质结以改善电荷分离。在可见光照射下进行光催化(PEC)降解实验并激活过一硫酸盐(PMS)。
2:样品选择与数据来源:
以双酚A(BPA)为目标污染物。样品包括纯BiVO4及不同Co3O4比例(0.1 wt%、0.2 wt%、0.4 wt%)的Co/BiV复合薄膜。
3:1 wt%、2 wt%、4 wt%)的Co/BiV复合薄膜。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含配备注射泵和高压电源的静电纺丝装置、X射线衍射仪(X'Pert PRO MPD)、透射电子显微镜(JEM-2011)、紫外-可见分光光度计(UV-3010,日立)、荧光分光光度计(珀金埃尔默LS55)、电化学工作站(CHI 660B)、氙灯光源及电子自旋共振(ESR)谱仪。材料包括Co(NO3)2·6H2O、Bi(NO3)3·5H2O、C15H21O6V、乙酸、PMS、BPA、FTO玻璃及合成分析用各类化学品。
4:1)、紫外-可见分光光度计(UV-3010,日立)、荧光分光光度计(珀金埃尔默LS55)、电化学工作站(CHI 660B)、氙灯光源及电子自旋共振(ESR)谱仪。材料包括Co(NO3)2·6H2O、Bi(NO3)3·5H2O、C15H21O6V、乙酸、PMS、BPA、FTO玻璃及合成分析用各类化学品。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:水热法合成Co3O4纳米颗粒,通过静电纺丝将前驱体溶液负载于FTO玻璃并煅烧制得薄膜。表征手段包括XRD、TEM、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)、PEC测试(I-V、I-t、EIS、Mott-Schottky)及HPLC分析的降解实验,结合ESR与猝灭实验鉴定活性物种。
5:数据分析方法:
采用动力学模型(准一级反应)、降解效率统计对比,结合光谱与电化学数据解析电荷分离机制与反应路径。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
UV–vis spectrophotometer
UV-3010
Hitachi
Testing UV–vis diffuse reflectance spectra
-
Photoluminescence spectrophotometer
LS55
Perkin-Elmer
Recording room-temperature photoluminescence spectra
-
X-ray diffractometer
X'Pert PRO MPD
Characterization of microstructure by XRD
-
Transmission electron microscope
JEM-2011
Investigation of microstructure by TEM
-
Electrochemical workstation
CHI 660B
Measuring photoelectric current and other electrochemical properties
-
Xe lamp
Source of illumination for PEC experiments
-
Syringe pump
Controlling syringe push speed during electrospinning
-
High-pressure autoclave
Used for hydrothermal synthesis of Co3O4 nanoparticles
-
登录查看剩余6件设备及参数对照表
查看全部