研究目的
研究不同表面活性剂对BiOCl/WO3微复合材料合成的影响,以增强其对水溶液中有机染料的吸附能力。
研究成果
BiOCl/WO3-PVP复合材料展现出最佳吸附性能,对罗丹明B的吸附容量为21.50 mg/g,对亚甲基蓝为29.85 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温线。表面活性剂显著影响材料形貌与吸附效率,且材料表现出良好的可循环使用性。
研究不足
该研究仅限于特定表面活性剂和染料;未测试其他污染物或表面活性剂。吸附能力可能受团聚和多次循环后重复使用性能下降的影响。工业规模应用的优化问题未予探讨。
1:实验设计与方法选择:
采用一步水热合成法,以表面活性剂PVP、TEG和TX-100制备BiOCl/WO3微复合材料,旨在控制形貌并增强吸附性能。
2:样品与数据来源:
从Sigma Aldrich采购二水合钨酸钠、五水合硝酸铋、氯化钠及表面活性剂,配制罗丹明B和亚甲基蓝染料溶液。
3:实验设备与材料清单:
聚四氟乙烯烧杯、聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜、热风烘箱、磁力搅拌器、PANalytical X射线衍射仪、JEOL JSM-7500F场发射扫描电镜、TECNAI G2 F20高分辨透射电镜、Bruker Vertex 80v傅里叶变换红外/拉曼光谱仪、Varian Cary紫外-可见分光光度计、Micromeritics ASAP2010比表面积分析仪、离心机、紫外-可见分光光度计。
4:实验流程与操作步骤:
180°C水热反应24小时,经过滤、洗涤、干燥后,通过XRD、FESEM、TEM、FTIR、UV-DRS和BET进行表征;开展批次吸附实验,调控吸附剂投加量、pH值及染料浓度,500 rpm搅拌后离心分离样品。
5:数据分析方法:
采用公式计算吸附百分比,动力学拟合准一级和准二级模型,等温线通过线性回归拟合Langmuir和Freundlich模型。
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X-ray diffractometer
PANalytical
PANalytical
Used for acquiring power X-ray diffraction patterns to study crystal structures of the adsorbents.
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Field-emission scanning electron microscope
JSM-7500F
JEOL
Used for examining the morphologies of the adsorbents.
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High-resolution transmission electron microscope
TECNAI G2 F20
FEI
Used for high-resolution examination of the adsorbents, including lattice fringes and SAED patterns.
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FT-IR/Raman spectrophotometer
Vertex 80v
Bruker
Used for acquiring FTIR spectra to analyze functional groups of the adsorbents.
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UV-vis spectrophotometer
Cary
Varian
Used for acquiring UV-vis absorbance spectra of the synthesized adsorbents.
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Surface-area analyzer
ASAP2010
Micromeritics
Used for obtaining nitrogen adsorption-desorption isotherms to determine surface area.
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Teflon-lined stainless-steel reactor
Used for hydrothermal synthesis at high temperature and pressure.
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Hot-air oven
Used for drying the synthesized products.
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Magnetic stirrer
Used for stirring solutions during synthesis and adsorption experiments.
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Centrifuge
Used for separating adsorbent particles from dye solutions after adsorption.
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