研究目的
通过改变催化剂负载量、初始污染物浓度和入射光强度，建立水杨酸和甲基橙在TiO2及TiO2/WO3复合材料上降解动力学的依赖关系模型，并为这些体系提出动力学模型。
研究成果
污染物的降解动力学显著受催化剂负载量、初始浓度和光照强度的影响，但与材料的层级结构无关。研究成功建立并验证了一个动力学模型，表明中间体在降解过程中起关键作用。在复合材料中引入WO3改变了各参数的影响程度，但未改变整体动力学行为。
研究不足
该研究仅限于特定模型化合物（SA和MO），可能无法推广至其他污染物。动力学模型假设了特定的反应级数和中间体，可能无法涵盖所有复杂情况。使用紫外光限制了其在可见光条件下的适用性。样品合成与表征方法可能存在固有变异性。
1：实验设计与方法选择：
本研究通过水热法合成TiO?和WO?纳米材料，采用机械混合制备复合材料，并利用XRD、DRS和SEM进行表征。在紫外光照射下进行光催化降解测试，考察催化剂负载量、污染物浓度和光照强度的影响。采用Langmuir-Hinshelwood动力学模型进行分析，并通过Matlab实现。
2：样品选择与数据来源：
样品包括商业TiO?（Evonik Aeroxide P25）、水热合成TiO?（TiO?-HT）、商业WO?（WO?-COM）、水热合成WO?（WO?-AMT）及其复合材料。模型污染物为水溶液中的水杨酸（SA）和甲基橙（MO）。
3：5）、水热合成TiO?（TiO?-HT）、商业WO?（WO?-COM）、水热合成WO?（WO?-AMT）及其复合材料。模型污染物为水溶液中的水杨酸（SA）和甲基橙（MO）。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括XRD（岛津6000）、DRS分光光度计（JASCO-V650）、SEM（FEI Quanta 3D FEG）、紫外-可见分光光度计（Analytik Jena Specord 250+）、HPLC（安捷伦1100系列）、带紫外灯的光反应器及用于建模的Matlab R2016a。材料包括TiO? P25、TiCl?、硫脲、SDS、HCl、AMT、SA、MO和去离子水。
4：0）、DRS分光光度计（JASCO-V650）、SEM（FEI Quanta 3D FEG）、紫外-可见分光光度计（Analytik Jena Specord 250+）、HPLC（安捷伦1100系列）、带紫外灯的光反应器及用于建模的Matlab R2016a。材料包括TiO? PTiCl?、硫脲、SDS、HCl、AMT、SA、MO和去离子水。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：合成过程包括180°C水热处理指定时间、洗涤、干燥和退火。光催化测试在通空气并搅拌的反应器中进行，照射前先进行暗态平衡。通过紫外-可见光谱和HPLC监测浓度变化。
5：数据分析方法：
基于Langmuir-Hinshelwood动力学模型分析数据，使用Matlab的ode45求解器进行拟合与模拟。
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X-ray diffractometer
Shimadzu 6000
Shimadzu
Used to determine crystalline phases and particle size of the samples.
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DRS spectrophotometer
JASCO-V650
JASCO
Used to measure diffuse reflectance spectra of the samples to obtain band-gap energy values.
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SEM
FEI Quanta 3D FEG
FEI
Used for microstructural analysis of the samples.
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UV-Vis spectrophotometer
Analytic Jena Specord 250+
Analytic Jena
Used to monitor the concentration of pollutants during degradation experiments.
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HPLC
Agilent 1100 series
Agilent
Used for high-pressure liquid chromatography to detect SA and its intermediates.
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Titanium tetrachloride
TiCl4
Aldrich
Used as a precursor for synthesizing TiO2.
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Thiourea
H2NCSNH2
Aldrich
Used in the synthesis of TiO2.
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Sodium-dodecyl sulfate
SDS
Aldrich
Used as a capping agent in the synthesis of TiO2.
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Hydrochloric acid
HCl
Sigma-Aldrich
Used in synthesis and degradation tests.
-
Photoreactor
Used for photocatalytic degradation tests under UV irradiation.
-
Software
Matlab R2016a
MathWorks
Used for kinetic modeling and data analysis, including solving ordinary differential equations.
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TiO2
Evonik Aeroxide P25
Evonik
Used as a reference photocatalyst in the experiments.
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Salicylic acid
SA
Sinteza
Used as a model pollutant in degradation tests.
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Ammonium metatungstate hydrate
AMT
Sigma Aldrich
Used for synthesizing WO3 micro-crystallites.
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Tungsten(VI) oxide
WO3
Sigma Aldrich
Used as a reference catalyst.
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Methyl orange
MO
Sigma Aldrich
Used as a model pollutant in degradation tests.
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