研究目的
开发用于环境净化的可见光驱动高效光催化剂,重点研究纳米尺寸效应在Bi2Zr2O7材料中对可见光下Cr(VI)光催化还原过程的影响。
研究成果
通过共沉淀法合成并在200℃煅烧2小时获得的纳米级Bi2Zr2O7材料,因其更小的粒径、更高的比表面积以及更低的电荷载流子复合速率,在可见光下对Cr(VI)还原表现出最佳光催化性能。该机制涉及酸催化还原过程,且催化剂展现出良好的稳定性和可重复使用性。本研究拓展了可见光驱动光催化应用的可选材料范围。
研究不足
纳米颗粒出现团聚现象,这可能影响比表面积和性能。该研究聚焦于特定条件(如pH=2时活性最佳),但未涉及规?;蚬ひ涤τ?。合成过程存在进一步优化以减少团聚的潜力。
1:实验设计与方法选择:
采用简易共沉淀法合成纳米级Bi2Zr2O7,通过改变煅烧时间(1、2、4、6小时)研究尺寸效应,在可见光照射下评估Cr(VI)的光催化还原性能。
2:6小时)研究尺寸效应,在可见光照射下评估Cr(VI)的光催化还原性能。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:样品由分析纯试剂(硝酸铋、硝酸锆)按1:1摩尔比制备,Cr(VI)溶液由K2Cr2O7配制。
3:实验设备与材料清单:
设备包括XRD(理学D/max-2000)、场发射扫描电镜(日立S-4800)、透射电镜(FEI Tecnai G2 F20)、BET分析仪(ASAP2460)、XPS(热电ESCALAB 250)、紫外-可见分光光度计(安捷伦Cary 5000)、光致发光光谱仪(爱丁堡FS5)、光催化反应器(BL-GHX-V)、紫外-可见分光光度计(优尼科UV-2600)、电化学工作站(CHI-660B)。材料包括Bi(NO3)3·5H2O、Zr(NO3)4·5H2O、硝酸、氨水、去离子水、无水乙醇、氢氧化钠、硫酸、硫酸钠、铂丝、饱和甘汞电极、FTO玻璃、Nafion膜。
4:0)、场发射扫描电镜(日立S-4800)、透射电镜(FEI Tecnai G2 F20)、BET分析仪(ASAP2460)、XPS(热电ESCALAB 250)、紫外-可见分光光度计(安捷伦Cary 5000)、光致发光光谱仪(爱丁堡FS5)、光催化反应器(BL-GHX-V)、紫外-可见分光光度计(优尼科UV-2600)、电化学工作站(CHI-660B)。材料包括Bi(NO3)3·5H2O、Zr(NO3)4·5H2O、硝酸、氨水、去离子水、无水乙醇、氢氧化钠、硫酸、硫酸钠、铂丝、饱和甘汞电极、FTO玻璃、Nafion膜。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包括试剂溶解、pH调至10、搅拌、洗涤、60°C干燥及600°C煅烧。表征手段包含XRD、FE-SEM、TEM、BET、XPS、紫外-可见漫反射光谱、光致发光。光催化测试涉及催化剂分散于Cr(VI)溶液、避光搅拌、氙灯照射、取样及Cr(VI)浓度测定。光电化学测量采用三电极体系。
5:搅拌、洗涤、60°C干燥及600°C煅烧。表征手段包含XRD、FE-SEM、TEM、BET、XPS、紫外-可见漫反射光谱、光致发光。光催化测试涉及催化剂分散于Cr(VI)溶液、避光搅拌、氙灯照射、取样及Cr(VI)浓度测定。光电化学测量采用三电极体系。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:晶粒尺寸通过谢乐公式估算,带隙由紫外-可见漫反射光谱计算,光催化效率以C/C0比值确定,未说明具体统计分析方法。
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