研究目的
构建一种新型Zn2SnO4/C/AgBr纳米复合材料,以扩展其光谱响应范围并提升光催化性能,从而实现可见光下降解罗丹明B等有机污染物。
研究成果
Zn2SnO4/C/AgBr异质结构光催化剂通过碳介导的光吸收增强和高效电荷分离,显著提升了罗丹明B降解的可见光催化性能。最佳AgBr负载量为3%,其反应速率常数是纯ZTO的13倍。该研究为开发高效环境修复用可见光光催化剂提供了思路。
研究不足
该研究在工业应用的可扩展性方面可能存在局限,溴化银随时间推移可能发生光腐蚀,且需进一步优化溴化银负载量以避免过量降低性能。实验是在受控的实验室条件下进行的,可能无法完全复现真实环境。
1:实验设计与方法选择:
采用两步水热合成结合化学沉积法制备Zn2SnO4/C/AgBr异质结构,旨在增强可见光吸收与电荷分离效率。
2:样品选择与数据来源:
试剂包括乙酸锌二水合物、五水合氯化锡、氢氧化钠、葡萄糖、硝酸银、溴化钾和罗丹明B,均购自国药集团化学试剂公司。样品制备中AgBr负载量设置为0.5%、1%、3%、5%梯度。
3:5%、1%、3%、5%梯度。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包含X射线衍射仪(布鲁克D8 Advance)、拉曼光谱仪(雷尼绍inVia)、XPS能谱仪(赛默飞世尔ESCALAB 250Xi)、场发射扫描电镜(日立SU4800)、透射电镜(飞利浦Tecnai G20)、比表面积分析仪(康塔NOVA 2000e)、紫外-可见分光光度计(普析TU 1901)、光致发光光谱仪(珀金埃尔默LS55)、电化学工作站(辰华CHI660E)及光催化实验用日光灯光源。
4:0)、透射电镜(飞利浦Tecnai G20)、比表面积分析仪(康塔NOVA 2000e)、紫外-可见分光光度计(普析TU 1901)、光致发光光谱仪(珀金埃尔默LS55)、电化学工作站(辰华CHI660E)及光催化实验用日光灯光源。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过水热法合成ZTO/C纳米晶体后,采用原位沉淀法沉积AgBr。光催化测试在可见光下降解罗丹明B,定时取样进行紫外-可见分析。
5:数据分析方法:
综合运用XRD、拉曼、XPS、SEM、TEM、BET、紫外-可见漫反射、PL光谱、光电流测量及Langmuir-Hinshelwood模型动力学分析进行表征与性能评价。
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X-ray diffractometer
D8 Advance
Bruker
Used to gather X-ray diffraction patterns for crystal phase analysis.
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X-ray photoelectron spectrometer
ESCALAB 250Xi
Thermo
Used to record XPS spectra for surface component analysis.
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Field emission scanning electron microscope
Se4800
Hitachi
Used for morphological and structural analysis.
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Fluorescence spectrophotometer
LS55
PE
Used to record photoluminescence spectra.
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Electrochemical workstation
CHI660E
CH Instruments
Used for photocurrent tests in a three-electrode system.
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Raman spectrometer
invia
Renishaw
Used to obtain Raman spectra for material characterization.
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Transmission electron microscope
Tecnai G20
Philips
Used for high-resolution imaging and structural analysis.
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Sorption analyzer
NOVA 2000e
Quantachrome
Used for BET surface area measurement.
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UV-vis spectrophotometer
TU 1901
Puxi
Used for UV-vis diffuse reflectance spectra and absorbance measurements.
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Daylight lamp
Used as light source for photocatalytic experiments.
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