针对MIL-88(Fe)@GO进行光催化降解,对其分离性能进行测试实验 在太阳光照射下用MIL-88(Fe)@GO光催化降解溶液中的MB和RB,以便研究MIL-88(Fe)@GO材料的光催化活性。 太阳光的平均强度使用照度计(LX1010B)测定,结果是760-840W/m2。所有光催化实验均在室温环境下进行。 光催化实验过程为:将0.05g光催化剂加入到100mL含100mg/LMB或RB的烧杯中。 在进行太阳光照射前,先将混合液在黑暗环境下磁力搅拌60min,以保证MB或RB在催化剂表面达到吸附-脱附平衡;然后在磁力搅拌条件下,进行太阳光催化反应,在一定的时间间隔下,5mL悬浮液被收集用10000rpm的离心机离心10min去除悬浮颗粒,进行MB或RB的残余浓度检测。 MB或RB的剩余浓度使用日本SHIMADZU公司的紫外可见分光光度计(UV-1750)测定,测试波长分别为554和665nm。 结果与讨论 图7-1(a)给出的是MIL-88(Fe)的SEM图,从图中可以发现大量不规则的棒状物质,其平均长度为2μm。 在MIL-88(Fe)@GO的SEM图中(图7-1(b))可见棒状的MIL-88(Fe)附着在氧化石墨烯表面或被氧化石墨烯包裹,其作用力主要为静电作用。 当带正电的MIL-88(Fe)加入至分散均匀且带负电的GO时,可通过静电引力作用使得GO纳米片沉降至MIL-88(Fe)的表面。 加入GO后,MIL-88(Fe)的形貌没有发生太大的改变,基本保持了原有的形貌。 从前期研究中可知GO在2θ=10.9°处有一个衍射峰,石墨烯2θ=24.5°处有一个衍射峰。 此外与MIL-88(Fe)的衍射峰相比,MIL-88(Fe)@GO的衍射峰在峰位和峰强方面发生了一点变化,这可能是由于材料制备过程中GO的加入导致的。图7-2(b)为MIL-88(Fe)和MIL-88(Fe)@GO的拉曼光谱图。 石墨烯的主要特征峰(G峰)出现在1580cm-1附近,它是由于C原子的面内振动导致的,可以用来说明石墨烯的sp2杂化结构的完整程度;D峰出现在1270~1450cm-1范围内,这是由于晶格运动而引起的,用来反映石墨烯的无序性与缺陷程度[222]。 D峰和G峰强度的比值(ID/IG)的大小可以用来表征石墨烯结构的完整性,即比值越小,石墨烯的完整程度越高。 GO的谱图在1585.88与1331.8cm-1出现两个突出的峰,分别对应G峰和D峰。MIL-88(Fe)@GO的谱图在1599.24与1342.77cm-1出现两个突出的峰,分别对应G峰和D峰。 MIL-88(Fe)@GO中D峰和G峰相对于GO发生了红移,这可能是GO与MIL-88(Fe)之间的静电吸引引起的。 经过计算可知MIL-88(Fe)@GO的ID/IG值(1.34)比GO(1.02)大,说明GO与MIL-88(Fe)反应后石墨碳骨架上的缺陷增多。 这可能是由于MIL-88(Fe)的加入导致石墨碳骨架的sp2区域上的平均尺寸变小,因而MIL-88(Fe)@GO的ID/IG的比值变大。 从MIL-88(Fe)@GO的红外光谱图可知,MIL-88(Fe)的特征峰淹没了GO的大部分特征峰,可能是GO的加入量很小。 MIL-88(Fe)和MIL-88(Fe)@GO的红外光谱图类似,但是MIL-88(Fe)@GO在2782和3022cm-1处出现了两个额外的吸收峰,这分别是饱和以及不饱和的C-H伸缩振动吸收峰。 在进行光催化反应前,先将GO、MIL-88(Fe)和MIL-88(Fe)@GO与MB或RB混合液在黑暗环境下磁力搅拌60min以达到吸附与脱附平衡。 MB和RB在没有光催化剂时太阳光下的催化降解效率几乎为零,在有催化剂存在的条件下MB和RB催化降解效率明显增加。 GO、MIL-88(Fe)和MIL-88(Fe)@GO对MB的降解作用分别在30,40和60min内降解完全。GO、MIL-88(Fe)和MIL-88(Fe)@GO对RB对MB的降解作用分别在20,40和50min内降解完全。 在同等条件下,MIL-88(Fe)@GO对MB和RB的降解效率比GO和MIL-88(Fe)大得多。这主要是因为MIL-88(Fe)与GO之间存在吸附与光催化降解的协同效应。 MIL-88(Fe)一方面可以防止GO的团聚,提高GO对MB和RB的吸附,缩短了光催化反应的距离,另一方面可以光催化降解吸附的MB和RB。 实际上GO并不直接参与光催化降解过程,MIL-88(Fe)@GO复合材料光催化活性的明显增强主要归因于GO和MIL-88(Fe)间的化学键界面结合,提高了电子和空穴的分离效率引起的。
针对MIL-88(Fe)@GO进行光催化降解,对其分离性能进行测试实验 在太
菲菲的信笺
2024-01-22 21:34:23
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