研究目的
通过微波水热法合成In2O3-ZnO纳米复合材料,并评估其光电化学性能,特别是可见光照射下降解亚甲基蓝的效果。
研究成果
In2O3-ZnO复合材料,尤其是5%掺杂变体,在可见光和偏压条件下对亚甲基蓝(MB)降解表现出优异的光电催化活性,这归因于其带隙减小、电荷分离增强以及花状形貌。该方法高效,且复合材料具有良好的稳定性和可重复使用性,使其在实际水处理应用中具有广阔前景。
研究不足
该研究仅限于实验室规模的合成与测试;要实现工业化应用可能需要优化。研究重点为亚甲基蓝(MB)的降解,未探究对其他污染物或不同条件下的性能表现。各复合材料的比表面积和孔容相近,这可能限制进一步获得性能提升的见解。
1:实验设计与方法选择:
研究采用微波水热法合成,表征技术包括XRD、SEM、TEM、XPS、BET和UV-Vis DRS。光电催化性能测试在可见光照射和偏压条件下的三电极体系中进行。
2:样品选择与数据来源:
样品包括纯ZnO、In2O3及不同掺杂比例(3%、5%、7%)的In2O3-ZnO复合材料,具体前驱体见表I。
3:3%、5%、7%)的In2O3-ZnO复合材料,具体前驱体见表I。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括微波水热平行合成器(XH-800S)、SEM(S-4800)、TEM(JEM-2100F)、XRD(ultima IV)、XPS(Thermo Scientific)、UV-Vis DRS(UH4150)、BET(TriStar II 3020)、电化学工作站(Autolab)和紫外-可见分光光度计(UV-9000)。材料为Zn(CH3COO)2·2H2O、In(NO3)3·4.5H2O、CO(NH2)2、MB等,均来自指定供应商。
4:0)、TEM(JEM-2100F)、XRD(ultima IV)、XPS(Thermo Scientific)、UV-Vis DRS(UH4150)、BET(TriStar II 3020)、电化学工作站(Autolab)和紫外-可见分光光度计(UV-9000)。材料为Zn(CH3COO)2·2H2O、In(NO3)3·5H2O、CO(NH2)MB等,均来自指定供应商。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:合成过程包括溶解前驱体、搅拌、120°C微波加热、洗涤、干燥和煅烧。表征与光电催化测试遵循标准流程,光照和电压施加条件明确。
5:数据分析方法:
采用Scherrer公式计算晶粒尺寸,伪一级动力学分析降解速率,仪器数据处理使用多种软件工具。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
scanning electron microscope
S-4800
Hitachi
Used for microstructure and elemental mapping characterization.
-
transmission electron microscopy
JEM-2100F
JEOL
Used for detailed imaging and analysis of nanocomposites.
-
X-ray diffraction
ultima IV
Rigaku
Used for determining crystalline phases of samples.
-
UV-Visible diffuse reflectance spectrophotometer
UH4150
Hitachi
Used for bandgap energy determination.
-
electrochemical workstation
Autolab
Metrohm Co. Ltd.
Used for transient photocurrent, I-V curves, and EIS analysis.
-
microwave hydrothermal parallel synthesizer
XH-800S
Beijing XiangHu Science and Technology Development Co.,Ltd
Used for synthesizing nanocomposites via microwave hydrothermal method.
-
X-ray photoelectron spectrometer
Thermo Scientific
Used for elemental information analysis.
-
Brunauer–Emmett–Teller analyzer
TriStar II 3020
Used for specific surface area and pore volume measurement.
-
UV-Vis spectrophotometer
UV-9000
Used for measuring MB solution absorbance.
-
Xe lamp
Used as visible light source for irradiation.
-
登录查看剩余8件设备及参数对照表
查看全部