研究目的
合成并表征铁掺杂的CdWO4纳米颗粒,研究其对甲基橙染料降解增强的光催化活性。
研究成果
通过水热法合成的铁掺杂CdWO4纳米颗粒对甲基橙降解表现出增强的光催化活性,当最佳Fe/Cd比例为0.10时可实现93.44%的降解效率。这归因于铁离子使晶粒尺寸减小并改善了电子-空穴对的分离。未来工作可扩展至其他掺杂剂和污染物。
研究不足
该研究仅限于CdWO4中的铁掺杂及其在紫外光下对甲基橙光催化降解的影响;未探讨其他掺杂剂、污染物或可见光条件。针对不同应用或规模可能需要优化。
1:实验设计与方法选择:
采用水热法合成不同Fe/Cd原子比的铁掺杂CdWO4纳米颗粒,旨在通过金属离子掺杂提升光催化活性。
2:样品选择与数据来源:
制备了Fe/Cd比例为0、0.05、0.10和0.15的样品,以甲基橙染料作为光催化测试污染物。
3:10和15的样品,以甲基橙染料作为光催化测试污染物。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:试剂包括二水合钨酸钠、四水合硝酸镉、七水合硫酸铁、氢氧化钠、硫酸、乙醇及甲基橙(均购自国药集团化学试剂有限公司)。设备包含扫描电子显微镜(SEM,FEI Quanta 200FEG)、X射线衍射仪(XRD,Empyrean XRD-Panalytical)、比表面积及孔隙度分析仪(TriStar II 3020,Micromeritics Instrument Corporation)、紫外灯(100 W,型号SB-100 P/F,Spectronics Corporation)及紫外-可见分光光度计(UV-6100,美析)。
4:实验流程与操作步骤:
配制溶液并混合,调节pH至8.62后于180°C水热处理24小时,经洗涤、干燥后进行表征。通过紫外光照射催化剂-染料混合物并测定降解过程评估光催化活性。
5:62后于180°C水热处理24小时,经洗涤、干燥后进行表征。通过紫外光照射催化剂-染料混合物并测定降解过程评估光催化活性。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:XRD分析晶体结构,SEM观察形貌,BET测定比表面积,UV-Vis光谱检测染料浓度,伪一级动力学分析降解速率。
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获取完整内容-
scanning electron microscope
Quanta 200FEG
FEI
Characterize the morphologies of the nanoparticles
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x-ray diffractometer
Empyrean XRD-Panalytical
Panalytical
Characterize the crystalline structure of the particles
-
UV lamp
SB-100 P/F
Spectronics Corporation
Provide UV irradiation for photocatalytic activity testing
-
surface area and porosity analyzer
TriStar II 3020
Micromeritics Instrument Corporation
Evaluate BET surface area from nitrogen adsorption-desorption isotherms
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UV-visible spectrophotometer
UV-6100
Metash
Determine residual concentration of methyl orange by measuring peak intensity at 465 nm
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