研究目的
开发并表征具有纳米结构TiO2-Ag-AgBr涂层的棉织物,以增强对染料和有毒有机磷化合物的太阳光催化降解性能,旨在应用于化学防护服。
研究成果
功能化棉织物在可见光下表现出强光催化活性,能有效降解染料和有毒有机磷酸酯。该方法确保纳米结构层与棉织物良好结合,具备重复使用潜力。这一方案为开发化学防护用自解毒材料提供了前景。
研究不足
该研究仅限于特定污染物(RB和DMMP)及条件;实际应用中的可扩展性和长期稳定性可能需要进一步研究。由于副产物积累,多次循环后光催化活性略有下降。
1:实验设计与方法选择:
采用非水溶胶-凝胶法和含水悬浮法对棉织物进行TiO2-Ag-AgBr功能化处理,随后进行水热处理。表征技术包括拉曼光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、热重分析、气体吸附解吸和发光研究。在可见光条件下使用氙灯和卤素灯评估光催化活性。
2:样品选择与数据来源:
使用棉纱布绷带(纤维素含量>99%)。染料(雷玛唑亮蓝)和DMMP(甲基膦酸二甲酯)作为模型污染物。
3:实验设备与材料清单:
仪器包括拉曼显微光谱仪(LabRAM,Jobin-Yvon)、场发射扫描电镜(ZEISS SUPRA40)、热重分析仪(Perkin Elmer TGA 400)、X射线光电子能谱仪(KRATOS XSAM800)、X射线衍射仪(PANalytical Empyrean)、紫外-可见分光光度计(Perkin-Elmer Lambda 35)、液相色谱-高分辨质谱仪(Orbitrap质谱仪)以及Sigma-Aldrich提供的各种化学品。
4:0)、热重分析仪(Perkin Elmer TGA 400)、X射线光电子能谱仪(KRATOS XSAM800)、X射线衍射仪(PANalytical Empyrean)、紫外-可见分光光度计(Perkin-Elmer Lambda 35)、液相色谱-高分辨质谱仪(Orbitrap质谱仪)以及Sigma-Aldrich提供的各种化学品。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:棉织物经Ti(OBu)4溶液处理后浸入AgBr悬浮液,再进行水热处理。光催化测试通过将样品与污染物溶液共同照射并监测降解过程进行。
5:数据分析方法:
采用一级动力学分析降解速率,使用XPSPEAK软件拟合XPS数据,并运用标准光谱和色谱分析方法。
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FE-SEM microscope
ZEISS SUPRA40
ZEISS
Obtaining field-emission scanning electron microscopy images
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TGA analyzer
TGA 400
Perkin Elmer
Performing thermogravimetric analysis to assess thermal stability and composition
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XPS spectrometer
KRATOS XSAM800
KRATOS
Conducting X-ray photoelectron spectroscopy analysis
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XRD diffractometer
PANalytical Empyrean
PANalytical
Recording X-ray powder diffraction patterns
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UV-Vis spectrophotometer
Lambda 35
Perkin-Elmer
Monitoring concentration of dyes via absorption measurements
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Raman micro-spectrograph
LabRAM
Jobin-Yvon, Horiba group
Recording Raman spectra for characterization of materials
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LC-HRMS system
Orbitrap Mass Spectrometer
Measuring concentration of extracted solutions for DMMP degradation studies
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Autoclave
Performing hydrothermal treatment at 150 °C
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Xenon lamp
Irradiating samples for photocatalytic studies
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Halogen lamp
Irradiating samples for photocatalytic studies under visible light
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Ultrasonic bath
Sonorex
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