研究目的
开发一种简便的两步合成策略来制备三元聚苯乙烯/还原氧化石墨烯/二氧化铈(PS/RGO@CeO?)纳米复合颗粒,并研究其在降解亚甲基蓝过程中的光催化性能。
研究成果
PS/RGO@CeO2纳米复合颗粒由于CeO2纳米粒子与还原氧化石墨烯之间的协同效应,对亚甲基蓝降解表现出优异的光催化活性和稳定性,且可通过离心轻松回收。该策略为设计适用于环境应用的高性能稳定光催化剂提供了新方法。
研究不足
该研究聚焦于亚甲基蓝的降解;未测试对其他污染物的适用性。合成方法及光催化条件可能尚未针对工业化放大进行优化。石墨烯基材料在其他溶剂或条件下潜在的团聚问题未充分探讨。
1:实验设计与方法选择:
采用两步合成法,先在聚苯乙烯(PS)微球上自组装还原氧化石墨烯(RGO),再负载二氧化铈(CeO2)纳米颗粒。方法包括分散聚合、氧化石墨的Hummers法制备,以及硝酸铈与六亚甲基四胺的原位生长法。
2:样品选择与数据来源:
通过分散聚合合成的PS微球,改良Hummers法制备的氧化石墨,以亚甲基蓝作为污染物模型。
3:实验设备与材料清单:
材料包括苯乙烯、偶氮二异丁腈、石墨、过硫酸钾、五氧化二磷、硫酸、氢氧化钾、高锰酸钾、乙醇、异丙醇、盐酸、过氧化氢、聚乙烯吡咯烷酮、水合肼、六水合硝酸铈、六亚甲基四胺、亚甲基蓝。设备包括超声波清洗器、离心机、荧光灯(45W)、扫描电镜(日立S-4800)、能谱仪(EDX)、X射线衍射仪(布鲁克D8 Advance)、X射线光电子能谱仪(VG ESCALAB MKII)、热重分析仪(珀金埃尔默Pyris 1)、紫外-可见分光光度计(普析TU-1901)。
4:0)、能谱仪(EDX)、X射线衍射仪(布鲁克D8 Advance)、X射线光电子能谱仪(VG ESCALAB MKII)、热重分析仪(珀金埃尔默Pyris 1)、紫外-可见分光光度计(普析TU-1901)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:合成PS微球后用水合肼还原包覆RGO,通过在PS/RGO存在下使Ce(NO3)3与HMT反应负载CeO2纳米颗粒。在荧光灯照射下进行MB的光催化降解,定期取样进行紫外-可见分析。
5:数据分析方法:
通过紫外-可见光谱监测664nm处MB的降解情况,进行准一级动力学分析,用TGA测定负载量,通过SEM/EDX/XRD/XPS进行形貌和成分表征。
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