研究目的
研究通过添加钠盐对石墨相氮化碳(g-C3N4)进行结构改性,以增强其太阳能驱动的光催化活性,特别是针对实际工业废水中苯酚的降解。
研究成果
钠掺杂有效改变了g-C3N4的结构,降低了带隙能和电荷复合,从而增强了太阳光下的光催化活性。在真实废水条件下实现了84.22%的苯酚降解率,显示出环境修复应用的潜力。未来的工作可以聚焦于扩大规模及测试多种污染物。
研究不足
该研究采用特定实际废水(制革废水),可能限制其结论对其他污染物或废水的普适性。光催化效率取决于太阳光强度,而后者具有波动性且不可控。高流速下观察到钠离子溶出现象,可能影响长期稳定性。批次合成法及实验装置可能无法直接规?;τ糜诠ひ瞪?。
1:实验设计与方法选择:
通过煅烧和氯化钠掺杂合成钠掺杂g-C3N4(Na-g-C3N4),随后进行表征并在太阳光下进行光催化测试。采用Langmuir-Hinshelwood模型进行动力学分析。
2:样品选择与数据来源:
采集并表征真实制革废水;用乙酸异丁酯萃取苯酚。制备合成催化剂(含不同氯化钠量的g-C3N4和Na-g-C3N4)。
3:实验设备与材料清单:
设备包括XRD衍射仪、FTIR光谱仪、UV-vis分光光度计、PL光谱仪、FESEM、TEM、气体吸附分析仪、TGA、zeta电位分析仪、XPS、ICP-AES、GC-MS、pH计、电导率仪和太阳光光催化反应器。材料包括三聚氰胺、氯化钠、乙醇、乙酸异丁酯、H2O2和去离子水。
4:实验步骤与操作流程:
合成过程包括三聚氰胺煅烧形成g-C3N4、与氯化钠研磨、乙醇-水溶解、干燥和煅烧。表征包括结构、光学和形貌分析。光催化实验在太阳光反应器中进行,参数(辐照时间、pH、H2O2浓度、流速)变化,并监测苯酚降解。
5:与氯化钠研磨、乙醇-水溶解、干燥和煅烧。表征包括结构、光学和形貌分析。光催化实验在太阳光反应器中进行,参数(辐照时间、pH、H2O2浓度、流速)变化,并监测苯酚降解。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:使用标准化光照时间、百分比降低计算和Langmuir-Hinshelwood方程动力学建模分析数据。报告三次实验的统计平均值及误差线。
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