研究目的
通过罗丹明B敏化MIL-125(Ti)来开发一种高效的可见光光催化剂,以提高其光催化活性,从而实现污染物降解。
研究成果
RhB敏化的MIL-125(Ti)光催化剂展现出增强的可见光光催化活性,在60分钟内实现超过90%的MO降解,具有良好的稳定性,且关键活性物种被鉴定为空穴和超氧自由基。该方法为基于MOF材料的环境应用提供了一种有前景的途径。
研究不足
该研究仅限于实验室规模的实验;未涉及可扩展性及实际应用效率。其机制依赖于染料敏化,长期使用或环境条件变化时可能存在稳定性问题。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用后浸渍策略合成RhB敏化MIL-125(Ti)光催化剂。通过溶剂热法制备MIL-125(Ti),并在黑暗条件下吸附RhB作为敏化剂。
2:样品选择与数据来源:
MIL-125(Ti)由钛酸四丁酯和1,4-苯二甲酸制备而成,使用10 mg/L的RhB水溶液进行敏化。
3:实验设备与材料清单:
设备包括Bruker D8衍射仪(PXRD)、扫描电镜(SEM)、TU-1950分光光度计(UV-vis DRS)、Nicolet IS5傅里叶红外光谱仪、Fluor Max-4荧光光度计、自制SPS装置、XPS化学分析仪,以及用于光催化研究的紫外可见分光光度计(上海光谱仪器有限公司,722E)。材料包括钛酸四丁酯、DMF、BDC、RhB、甲醇、异丙醇、草酸铵、硝酸银、苯醌。
4:实验步骤与操作流程:
MIL-125(Ti)合成包括混合化学品、160°C加热20小时、过滤和干燥。RhB敏化包括将MIL-125(Ti)与RhB溶液在黑暗中混合60分钟,离心、洗涤和干燥。表征采用多种光谱和显微技术。光催化测试使用300W氙灯配合400 nm滤光片,每10分钟收集样品进行分析。自由基捕获实验使用特定清除剂。
5:数据分析方法:
数据分析包括光催化降解速率的一级动力学建模,以及多种光谱分析用于材料性质研究。
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获取完整内容-
Bruker D8 diffractometer
D8
Bruker
Used for collecting Powder X-ray diffraction (PXRD) data to characterize the phase properties of catalysts.
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scanning electron microscopy
Used to express the morphology of the catalysts.
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TU-1950 spectrometer
TU-1950
Used to obtain UV–vis DRS spectra for optical property analysis.
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Nicolet IS5 FT-IR spectrometer
IS5
Nicolet
Used to obtain FT-IR spectra for chemical bonding analysis.
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PL spectrophotometer
Fluror Max-4
Used to measure photoluminescence (PL) spectrum for electron-hole recombination analysis.
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surface photovoltage spectroscopy apparatus
home-built
Used for SPS measurement to analyze charge separation efficiency.
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X-ray photoelectron spectroscopy
Used to measure chemical component and electronic state of samples.
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UV–vis spectrophotometer
722E
Shanghai Spectrum Instruments Co., Ltd
Used for detecting concentration changes in photocatalytic degradation studies.
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high-pressure Xenon lamp
300W
Used as a light source for photocatalytic experiments under visible light.
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