研究目的
研究一种新型生物炭基异质结光催化剂Bi2S3/BiOBr/BC的制备及其在可见LED光照射下去除双氯芬酸(DCF)的光催化性能,包括机理研究和中间产物分析。
研究成果
成功合成了一种新型类血管状生物炭基异质结光催化剂Bi2S3/BiOBr/BC,在可见LED光照射下对双氯芬酸表现出优异的光催化去除性能。其性能提升归因于生物炭的电子转移作用和异质结结构更高的电荷分离效率。该光催化剂具有良好的可重复使用性和稳定性,有望成为水体环境中新兴污染物去除的理想材料。
研究不足
该研究聚焦于在受控实验室条件下去除双氯芬酸。在实际成分复杂的水基质中进行实际应用可能会带来额外挑战。扩大该工艺规模的能耗及成本效益问题有待进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
采用简便的一锅溶剂热法合成Bi2S3/BiOBr/BC光催化剂,通过可见LED光照射下降解DCF评估其光催化活性。
2:样品选择与数据来源:
以双氯芬酸为靶标污染物,采用XRD、SEM、EDS、TEM、XPS、BET、UV-Vis DRS和ESR分析对样品进行表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包括X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDS)、场发射透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、布鲁诺尔-埃米特-泰勒(BET)分析仪、紫外-可见漫反射光谱(DRS)和电子自旋共振(ESR)谱仪;材料包括五水合硝酸铋、溴化钠、硫化钠、乙二醇和芦苇秸秆生物质。
4:实验流程与操作步骤:
通过溶剂热法合成光催化剂,在可见LED光照射下进行光催化测试,定时取样分析。
5:数据分析方法:
采用准一级动力学分析光催化性能,通过捕获实验和ESR分析确定活性物种作用。
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