研究目的
优化TiO? P25-rGO复合材料合成工艺以光降解欧盟列为优先污染物的特定农药混合物,并利用清除剂阐明光催化机理。
研究成果
在120°C下反应18小时合成的含0.25 wt.%氧化石墨烯的优化P25-rGO复合材料对苯酚和农药降解表现出高效光催化活性。其作用机制主要通过光生空穴产生的羟基自由基介导,电子或直接空穴氧化的贡献极小。
研究不足
该研究仅限于特定的合成条件和农药;规?;τ煤褪导适褂每赡苄枰徊接呕?。清除剂的使用可能无法完全揭示所有机理细节,且复合材料的性能可能会受到未测试环境因素的影响。
1:实验设计与方法选择:
通过改变温度(120°C和180°C)、时间(6-18小时)和氧化石墨烯负载量(0.0至1.0 wt.%),优化TiO2 P25-rGO复合材料的水热合成。在紫外和可见光照射下,使用苯酚和农药混合物(乙草胺、敌草隆、阿特拉津、异丙隆)评估光催化活性。采用清除剂(甲醇、甲酸、硝酸铜(II))阐明光催化机理。
2:0至0 wt.%),优化TiO2 P25-rGO复合材料的水热合成。在紫外和可见光照射下,使用苯酚和农药混合物(乙草胺、敌草隆、阿特拉津、异丙?。┢拦拦獯呋钚?。采用清除剂(甲醇、甲酸、硝酸铜(II))阐明光催化机理。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:使用商业TiO2 P25(赢创)和氧化石墨烯悬浮液(Graphenea)。农药根据欧盟优先污染物清单选取。
3:实验设备与材料清单:
水热反应器(PTFE-不锈钢夹套)、离心机、干燥箱、X射线衍射仪(PANalytical X'Pert PRO)、紫外-可见分光光度计(Cary 5000 Agilent)、BET比表面积分析仪(Micromeritics ASAP 2420)、压汞仪(Micromeritics AutoPore IV 9510)、拉曼显微镜(雷尼绍)、X射线光电子能谱仪(K-Alpha Thermo Scientific)、能谱仪(Quanta 3D FEG FEI)、带紫外和可见光灯的光反应器(Narva)、照度计(Delta Ohm HD 2302.02)、总有机碳分析仪(TOC-VCSH/CSN 岛津)、高效液相色谱仪(Azura Knauer)。
4:0)、压汞仪(Micromeritics AutoPore IV 9510)、拉曼显微镜(雷尼绍)、X射线光电子能谱仪(K-Alpha Thermo Scientific)、能谱仪(Quanta 3D FEG FEI)、带紫外和可见光灯的光反应器(Narva)、照度计(Delta Ohm HD 02)、总有机碳分析仪(TOC-VCSH/CSN 岛津)、高效液相色谱仪(Azura Knauer)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:复合材料通过水热法合成,进行表征并在浆料光反应器中测试。光催化实验包括预混空气、取样和辐照。添加清除剂研究机理。
5:数据分析方法:
XRD分析晶体相和尺寸(谢乐公式),UV-vis测定带隙(Tauc图),BET和压汞法分析孔结构,拉曼分析无序程度,XPS和EDX分析表面组成,动力学分析采用准一级速率常数。
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获取完整内容-
XRD
X'Pert PRO
PANalytical
Used for characterizing crystalline phases and sizes of composites.
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UV-vis Spectrophotometer
Cary 5000
Agilent
Used for absorption spectra and band gap calculations.
-
XPS Spectrometer
K-Alpha
Thermo Scientific
Used for surface composition and oxidation state analysis.
-
EDX
Quanta 3D FEG
FEI
Used for quantitative surface composition analysis.
-
TOC Analyzer
TOC-VCSH/CSN
Shimadzu
Used to measure total organic carbon concentration.
-
TiO2 P25
P25
Evonik
Used as the base photocatalyst material in the synthesis of composites.
-
Graphene Oxide Suspension
4 mg mL^{-1}
Graphenea
Used in the synthesis of TiO2 P25-rGO composites.
-
BET Surface Area Analyzer
ASAP 2420
Micromeritics
Used for determining specific surface area and mesoporosity.
-
Mercury Intrusion Porosimeter
AutoPore IV 9510
Micromeritics
Used for porosity studies.
-
Raman Microscope
Renishaw
Used for Raman spectroscopy to verify presence of TiO2 and rGO.
-
UV Lamp
LT 15 W/073 Black-Light Blue
Narva
Used as light source in photoreactor for UV irradiation.
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Visible Lamp
LT 15 W/865 Cool Day-Light
Narva
Used as light source in photoreactor for visible irradiation.
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Light Meter
HD 2302.02
Delta Ohm
Used to measure irradiance in the photoreactor.
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HPLC
Azura
Knauer
Used to monitor pesticides and phenol concentrations.
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