研究目的
研究BiFeO3-ZnO复合物在气相中对CO2还原的可见光光催化活性。
研究成果
BiFeO3-ZnO p-n异质结复合材料（尤其是1:1摩尔比）显著提升了可见光下CO2还原的光催化活性，转化率最高可达21%。这归因于电荷分离效率的提高和可见光吸收能力的增强。该复合材料在可持续CO2转化方面展现出应用前景，在环境修复领域具有潜在价值，但仍需进一步优化其稳定性和效率。
研究不足
该研究仅限于特定的摩尔比和条件（320 K、40 psia、可见光照射）?？芍馗词褂眯圆馐韵允驹偕笮氏陆?，表明可能存在降解或不完全再活化。其机理基于p-n异质结，但该结构可能并非对所有摩尔比都最优，且除FTIR鉴定外，未对确切产物进行定量分析。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过水热法合成BiFeO3、ZnO及其复合材料以构建p-n异质结，从而增强可见光下的光催化活性。理论模型包括带隙能量计算和p-n结原理。
2：ZnO及其复合材料以构建p-n异质结，从而增强可见光下的光催化活性。理论模型包括带隙能量计算和p-n结原理。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：催化剂按不同摩尔比（1:
3：
4：
1 BiFeO3:ZnO）制备，分别标记为BZ12、BZ11、BZ21。气体进料为45% CO2、45% CH4和10% He。
5：BZBZ21。气体进料为45% CO45% CH4和10% He。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：化学试剂包括硝酸铋、硝酸铁、氢氧化钾、硝酸、醋酸锌、氢氧化钠（购自Merck和Sigma-Aldrich）。设备：场发射扫描电子显微镜（Mira 3-XMU）、能谱仪（EDS）、傅里叶变换红外光谱仪（ALPHA Bruker）、紫外-可见分光光度计（Cary 100 Scan, IASCO）、X射线衍射仪（EQuniox 3000, Intel）、光致发光光谱仪（Avaspec 2048 TEC, Avantes）、气相色谱仪（GC-CGCA-1配TCD检测器）、不锈钢高压釜、带玻璃灯泡的高压汞灯（用于可见光）。
6：实验步骤与操作流程：
合成过程包括特定温度和时间下的水热反应、洗涤、干燥和煅烧。光催化反应在批式反应器中进行，条件为320 K和40 psia，持续5小时并间隔取样。采用FTIR和GC分析鉴定产物并测量转化率。
7：数据分析方法：
CO2转化率通过公式(8)计算。光学带隙由紫外-可见光谱确定。PL光谱用于分析电荷分离效率。XRD和EDS用于结构和成分分析。
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Fourier Transform Infrared Spectrophotometer
ALPHA
Bruker
Recording FTIR spectra to identify gaseous products.
-
Photoluminescence Spectrometer
Avaspec 2048 TEC
Avantes
Performing PL analysis to study optical properties and charge separation.
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Field Emission Scanning Electron Microscope
Mira 3-XMU
Capturing FESEM images for morphological characterization of catalysts.
-
Energy Dispersive X-ray Spectrometer
Performing EDS analysis for elemental composition confirmation.
-
UV–vis Spectrophotometer
Cary 100 Scan
IASCO
Recording absorption spectra for optical property analysis.
-
X-ray Diffractometer
EQuniox 3000
Intel
Characterizing crystallization of photocatalysts using XRD.
-
Gas Chromatograph
GC-CGCA-1
Measuring CO2 conversion using thermal conductivity detector.
-
High-pressure Mercury Lamp
125 W
Providing visible light irradiation for photocatalysis experiments.
-
Stainless Steel Autoclave
Used for hydrothermal synthesis of catalysts.
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