研究目的
采用Ag-Fe3O4/石墨烯复合材料作为非均相催化剂,在有无抗坏血酸(AA)条件下,通过紫外-芬顿法研究甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)、结晶紫(CV)、孔雀石绿(MG)、刚果红(CR)和伊红Y(EY)等多种有机染料的降解情况。
研究成果
在紫外光辅助芬顿条件下,含10 wt%石墨烯和25 wt%银的Ag-Fe3O4/石墨烯复合材料对多种有机染料表现出高效的降解能力和稳定性,抗坏血酸可增强降解效果。该催化剂具有良好的重复使用性,在废水处理应用中具有广阔前景。
研究不足
该研究仅限于特定染料和条件下的实验室规模实验;要扩展到工业废水处理可能需要进一步优化。使用紫外线可能不具备能效优势,且催化剂性能可能会受到含多种污染物的实际废水基质影响。
1:实验设计与方法选择:
研究通过水热法和微波辅助法合成了Fe3O4/石墨烯和Ag-Fe3O4/石墨烯复合材料,并在紫外光辅助芬顿反应中对其进行表征及染料降解测试。
2:样品选择与数据来源:
以有机染料(甲基橙、亚甲基蓝、结晶紫、甲基绿、刚果红、伊红Y)作为污染物,试剂购自默克公司,石墨烯来自安斯特龙材料公司。
3:实验设备与材料清单:
设备包括X射线衍射仪(理学MiniFlex 600)、能谱仪(LEO 420)、透射电镜(FEI Tecnai G2 SuperTwin)、X射线光电子能谱仪(PHI-5400)、拉曼显微镜(赛默飞世尔DXR xi)、比表面积分析仪(康塔Nova 2000)、振动样品磁强计(牛津1.2T型)、紫外-可见分光光度计及紫外C灯。材料包括七水合硫酸铁、硝酸银、氢氧化钠、醋酸、十二烷基硫酸钠、过氧化氢及多种染料。
4:0)、能谱仪(LEO 420)、透射电镜(FEI Tecnai G2 SuperTwin)、X射线光电子能谱仪(PHI-5400)、拉曼显微镜(赛默飞世尔DXR xi)、比表面积分析仪(康塔Nova 2000)、振动样品磁强计(牛津2T型)、紫外-可见分光光度计及紫外C灯。材料包括七水合硫酸铁、硝酸银、氢氧化钠、醋酸、十二烷基硫酸钠、过氧化氢及多种染料。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:合成催化剂并进行表征后,将其用于批次光芬顿实验——将染料溶液与催化剂及H2O2在紫外照射下混合,间隔取样分析。
5:数据分析方法:
通过紫外-可见光谱监测染料浓度,计算去除效率,并采用准一级动力学模型分析;表征数据运用德拜-谢乐公式等标准技术解析晶粒尺寸。
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X-ray diffractometer
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Characterization of crystal structures of catalysts
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Tecnai G2 SuperTwin
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Observation of sample morphologies
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Oxford
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LEO
Elemental analysis of samples
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PHI-5400
Physical Electronics
Recording XPS profiles
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Nitrogen adsorption/desorption analyzer
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Quantachrome
Recording nitrogen adsorption/desorption isotherms
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UV-vis spectrophotometer
Monitoring concentration changes of dyes
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Light irradiation for photo-Fenton reactions
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