研究目的
利用细叶艾蒿叶提取物开发一种经济高效且环保的氧化铈纳米颗粒绿色合成方法,并评估其在紫外光下降解亚甲基蓝的光催化活性。
研究成果
采用香叶天竺葵提取物通过绿色方法合成的CeO?纳米粒子在紫外光下对亚甲基蓝降解表现出高光催化活性,在pH 11和500°C煅烧条件下性能最佳。该纳米粒子经过5次循环使用后仍保持良好可重复性且效率损失极小,显示出环境修复应用的潜力。降解过程遵循准一级动力学,且该方法成本效益高、生态友好。
研究不足
该研究仅限于使用狭叶艾提取物进行合成,其应用可能不具备普适性。光催化测试仅在紫外光条件下以亚甲基蓝染料为对象开展,对其他条件或污染物的普适性可能存在局限。合成参数(如温度、pH值)的优化可进一步探索以实现性能提升。
1:实验设计与方法选择:
本实验采用共沉淀法绿色合成CeO?纳米颗粒,以香叶天竺葵叶提取物作为还原剂和封端剂。理论模型包括用于计算晶粒尺寸的谢乐公式和用于光催化降解分析的Langmuir-Hinshelwood动力学模型。
2:样品选择与数据来源:
以六水合硝酸铈为前驱体,采集香叶天竺葵叶片制备提取物。配制不同浓度(5-40 mg/L)的亚甲基蓝染料溶液进行光催化测试。
3:实验设备与材料清单:
设备包括帕纳科X射线衍射仪、珀金埃尔默傅里叶变换红外光谱仪、日本电子200kV场发射透射电镜、岛津紫外-可见分光光度计、日立紫外-可见-近红外分光光度计、12W紫外灯、离心机及加热搅拌装置。材料包含六水合硝酸铈、氢氧化钠片、蒸馏水和香叶天竺葵叶片。
4:实验流程与操作步骤:
合成过程包括将六水合硝酸铈溶于水、制备香叶天竺葵提取液、搅拌下滴加混合、加入氢氧化钠调节pH值、沉淀、6000rpm离心、373K干燥。通过XRD、TEM、FTIR和紫外-可见光谱进行表征。光催化活性测试是将CeO?纳米颗粒加入亚甲基蓝溶液,在紫外光下照射并定时取样,通过分光光度法测定降解率。
5:数据分析方法:
根据XRD数据利用谢乐公式计算晶粒尺寸。采用准一级动力学和Langmuir-Hinshelwood模型分析光催化降解效率,通过降解量-时间曲线确定速率常数。
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