研究目的
研究ZrP/AgBr复合物在罗丹明B降解中的光催化性能,比较其与纯AgBr及AgCl基体系的效率,并探究涉及脱乙基和断裂的降解机制。
研究成果
ZrP/AgBr复合材料的催化活性较纯AgBr显著提升,表现出更快的降解速率和多次循环使用后的良好稳定性。其降解机制为先脱乙基再断裂,且基于AgBr的催化剂比基于AgCl的具有更高的断裂速率。该复合材料在高效废水处理应用中展现出良好前景。
研究不足
该研究仅限于特定条件,如以罗丹明B作为唯一污染物、固定光源参数以及实验室规模的实验。潜在的优化方向包括扩大规模以实现工业应用、测试其他污染物,以及提高催化剂在长期使用中的稳定性。
1:实验设计与方法选择:
通过离子交换和沉淀反应制备ZrP/AgBr复合材料,采用XRD、SEM和DRS进行结构与光学性能表征。在可见光照射下进行光催化降解罗丹明B实验,利用紫外-可见光谱监测降解动力学及路径。
2:样品选择与数据来源:
以纳米晶磷酸锆为载体材料,罗丹明B染料溶液(1×10?? M)作为模型污染物。数据源自吸光度随时间变化的实验测定值。
3:实验设备与材料清单:
设备包括Varian Liberty电感耦合等离子体发射光谱仪、Philips X'Pert PRO MPD衍射仪、Zeiss LEO 1525场发射扫描电镜、配备积分球和CCD探测器的Avantes便携式分光光度计及紫外-可见光谱仪。材料包含丙酸氧锆、正磷酸、丙醇、乙酸银、氢溴酸及罗丹明B。
4:实验流程与操作步骤:
通过银离子交换ZrP与HBr反应合成复合材料。光催化测试将催化剂悬浮于罗丹明B溶液,避光平衡后用卤钨灯(λ≥350 nm)照射,定时取样离心,分析上清液紫外-可见光谱计算罗丹明B及其降解产物浓度。
5:数据分析方法:
采用Scherrer方程计算晶粒尺寸,Kubelka-Munk变换处理反射光谱,基于摩尔消光系数的线性方程组量化脱乙基与裂解物种的时序浓度。
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Scanning electron microscope
LEO 1525 FE SEM
Zeiss
Used for SEM analysis to study particle morphology of samples.
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Spectrophotometer
AvaSpec-2048
Avantes
Used for diffusive reflectance measurements with an integrating sphere to analyze optical properties.
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ICP-OES Varian Liberty spectrometer
Liberty
Varian
Used for determining P/Zr and Ag/Zr molar ratios in samples by inductively coupled plasma optical emission spectrometry.
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X-ray diffractometer
X'Pert PRO MPD
Philips
Used for XRD analysis to characterize crystalline phases of materials.
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Halogen lamp
105 W
Osram
Used as light source for photocatalytic irradiation tests, providing radiation with λ ≥ 350 nm.
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UV-Vis spectrometer
Used to monitor absorbance changes in RhB solution during photocatalytic tests.
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