研究目的
首次构建In(OH)3/Bi2MoO6异质结以阐明氢氧化物在电荷分离和光活性增强中的功能。
研究成果
In(OH)3/BM异质结通过加速载流子分离显著提升光催化性能,从而实现更高的活性氧生成与污染物降解效率。该材料展现出优异的稳定性和可循环性,为开发其他氢氧化物基异质结提供了重要启示。
研究不足
该研究聚焦于可见光条件下的特定污染物(罗丹明B、水杨酸、稀土元素);对其他污染物或光照条件的适用性可能需要进一步研究。异质结的性能可能受限于最佳In(OH)3含量(0.3 wt%),因为过量覆盖会降低活性。该方法在工业环境中的可扩展性和长期稳定性尚未得到充分验证。
1:实验设计与方法选择:
通过化学沉淀法在室温下于BM分级微球表面原位生长In(OH)3纳米片,简单合成了In(OH)3/BM异质结。该异质结的构建得益于界面处In-O-Bi/Mo键的形成。
2:样品选择与数据来源:
采用文献方法制备BM分级微球。制备不同质量比(0.1、0.3、0.5 wt%)的In(OH)3/BM异质结,分别标记为BM-In-0.1、BM-In-0.3和BM-In-0.5。以纯In(OH)3纳米片作为对照。
3:5 wt%)的In(OH)3/BM异质结,分别标记为BM-In-BM-In-3和BM-In-5。以纯In(OH)3纳米片作为对照。 实验仪器与材料清单:
3. 实验仪器与材料清单:材料包括Bi(NO3)3·5H2O、Na2MoO4·2H2O、In(NO3)3·xH2O、NaOH、罗丹明B(RhB)、罗丹明红(RE)、水杨酸(SA)、氨水(NH3·H2O)、乙醇、乙二醇、PEDOT-PSS、氮化硼纳米管(NBT)。仪器包括X'Pert3粉末衍射仪(XRD)、Thermo Scientific Escalab 250Xi光谱仪(XPS)、SU8010扫描电镜(SEM)、日本电子透射电镜及高分辨透射电镜(TEM/HRTEM)、U-4100分光光度计(紫外-可见漫反射,UV-vis DRS)、F-7000荧光分光光度计(光致发光,PL)、FLS1000时间分辨荧光光谱仪、Quantachrome NOVA2000E仪器(比表面积分析,BET)、CHI660E电化学工作站、布鲁克A300-1012光谱仪(电子顺磁共振,EPR)、XPA-7光催化反应装置、1800紫外-可见分光光度计、TOC-VCPN总有机碳分析仪。
4:2O、Na2MoO4·2H2O、In(NO3)3·xH2O、NaOH、罗丹明B(RhB)、罗丹明红(RE)、水杨酸(SA)、氨水(NH3·H2O)、乙醇、乙二醇、PEDOT-PSS、氮化硼纳米管(NBT)。仪器包括X'Pert3粉末衍射仪(XRD)、Thermo Scientific Escalab 250Xi光谱仪(XPS)、SU8010扫描电镜(SEM)、日本电子透射电镜及高分辨透射电镜(TEM/HRTEM)、U-4100分光光度计(紫外-可见漫反射,UV-vis DRS)、F-7000荧光分光光度计(光致发光,PL)、FLS1000时间分辨荧光光谱仪、Quantachrome NOVA2000E仪器(比表面积分析,BET)、CHI660E电化学工作站、布鲁克A300-1012光谱仪(电子顺磁共振,EPR)、XPA-7光催化反应装置、1800紫外-可见分光光度计、TOC-VCPN总有机碳分析仪。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将BM粉末分散于In(NO3)3溶液中,用氨水调节pH至7.0,搅拌2小时,过滤、洗涤并干燥。光催化测试包括将光催化剂分散于污染物溶液,避光搅拌1小时,可见光(λ ≥ 420 nm)照射,间隔取样并通过紫外-可见分光光度法分析浓度。表征手段包括XRD、XPS、SEM、TEM、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、PL、时间分辨荧光、BET、光电化学测试、电化学阻抗谱(EIS)、EPR。
5:0,搅拌2小时,过滤、洗涤并干燥。光催化测试包括将光催化剂分散于污染物溶液,避光搅拌1小时,可见光(λ ≥ 420 nm)照射,间隔取样并通过紫外-可见分光光度法分析浓度。表征手段包括XRD、XPS、SEM、TEM、HRTEM、选区电子衍射(SAED)、紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)、PL、时间分辨荧光、BET、光电化学测试、电化学阻抗谱(EIS)、EPR。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:光降解动力学分别拟合准零级(RhB)和准二级(SA、RE)模型。分析PL数据强度和寿命。评估光电流密度和EIS奈奎斯特图。通过EPR信号检测活性氧物种(ROS)。根据Tauc图确定带隙。
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X-ray diffractometer
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Recorded powder X-ray diffraction patterns to analyze crystal structure.
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