研究目的
采用溶剂热法制备多相钒酸铋(BiVO4)粉末,并评估其在紫外光照射下降解混合染料溶液的光催化效率。
研究成果
通过溶剂热法无需煅烧成功合成了多相BiVO4,其晶体尺寸小且具有高效光催化活性。在催化剂浓度为0.8 g/L、中性pH值(7.78)条件下实现了混合染料的最优降解,由于表面电荷相互作用对MB的降解效率高于RhB。该催化剂在紫外光下展现出废水处理应用前景,未来可进一步研究可见光激活及实际应用潜力。
研究不足
该研究仅限于紫外线照射,未探索可见光应用。催化剂的性能可能因不同染料类型或实际废水条件而有所变化。优化仅针对特定参数(催化剂浓度和pH值)进行,且未涉及工业化应用的规?;侍狻?/p>
1:实验设计与方法选择:
采用溶剂热法因其操作简便、适用性广且成本低廉。以1:1摩尔比的前驱体(五水合硝酸铋和偏钒酸铵)溶于硝酸和氢氧化铵,用醋酸稀释后,在200°C的聚四氟乙烯内衬不锈钢高压釜中加热2小时,未进行煅烧处理。
2:样品选择与数据来源:
通过XRD、SEM、FT-IR和EDS对制备的BiVO4粉末进行表征。以5 ppm的亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)混合染料溶液作为模型污染物。
3:实验设备与材料清单:
高压釜反应器、X射线衍射仪(JDX-3530,JEOL)、扫描电子显微镜(JSM 5410LV,JEOL)、傅里叶变换红外光谱仪(Spectrum RX I,Perkin Elmer)、能谱仪(Inca 6647,Oxford)、紫外灯(254 nm,Camag)、紫外-可见分光光度计(T90+,PG Instruments)?;约涟ㄎ逅舷跛犷?、偏钒酸铵、硝酸、氢氧化铵、醋酸、MB和RhB。
4:实验步骤与操作流程:
合成过程包括混合前驱体、高压釜加热、过滤和干燥。使用上述仪器进行表征。光催化实验在玻璃反应器中用紫外光照射染料溶液,调节催化剂浓度(0.4-1.0 g/L)和pH值(2.12、5.23、7.78、9.63),通过紫外-可见分光光度计测定降解效果。
5:4-0 g/L)和pH值(63),通过紫外-可见分光光度计测定降解效果。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:根据浓度随时间变化计算降解效率。XRD数据采用谢乐公式估算晶粒尺寸并计算物相百分比。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
JDX-3530
JEOL
Characterize the phase transition and crystal structure of the prepared BiVO4 powder.
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Scanning electron microscope
JSM 5410LV
JEOL
Investigate the morphology and particle size of the BiVO4 powder.
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Fourier transform infrared spectrometer
Spectrum RX I
Perkin Elmer
Identify the functional groups of the BiVO4 powder.
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Energy dispersive spectrometer
Inca 6647
Oxford
Perform elemental analysis of the BiVO4 powder.
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UV lamp
254 nm
Camag
Provide UV light irradiation for photocatalytic degradation experiments.
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UV-Vis spectrophotometer
T90+
PG Instruments
Measure the concentration of dye solutions during degradation.
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