30 水熱法制備Ce4+摻雜BaZrO3及其在雙頻聲催化降解水中諾氟沙星中的應(yīng)用
按語(yǔ)
這篇由遼寧大學(xué)等的研究學(xué)者完成，討論水熱法制備Ce4+摻雜BaZrO3及其在雙頻聲催化降解水中諾氟沙星中的應(yīng)用的論文，發(fā)表在二區(qū)重要期刊《Ultrasonics Sonochemistry》，影響因子：6.012。
近年來(lái)，微波化學(xué)儀器用于材料合成的研究工作已經(jīng)成為科學(xué)研究的熱門(mén)方向，受到廣大學(xué)者的極大關(guān)注！
摘要
本文研究了Ce4摻雜BaZrO 3對(duì)抗生素諾氟沙星(NOR)的雙頻催化降解,采用水熱法制備了Ce4摻雜BaZrO 3作為一種高效、穩(wěn)定的新型聲催化劑。
用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能量色散X射線能譜(EDX)、X射線光電子能譜(XPS)、紫外-可見(jiàn)漫反射光譜(DRS)和傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)對(duì)樣品進(jìn)行了表征。通過(guò)對(duì)諾氟沙星(NOR)作為模型有機(jī)污染物的超聲催化降解，考察了制備的Ce4摻雜BaZrO 3粉體的雙頻聲催化活性。利用紫外-可見(jiàn)光譜對(duì)單/雙頻超聲頻率、鈰、鋯摩爾比、超聲輻照時(shí)間和使用次數(shù)等影響因素進(jìn)行了詳細(xì)研究。采用兩種不同的誘捕劑對(duì)諾氟沙星(NOR)雙頻超聲催化降解過(guò)程中產(chǎn)生的活性氧(ROS)進(jìn)行了確證。確定了孔洞(H)和羥基自由基(%OH)，在氧化過(guò)程中空穴起主要作用。
最后，提出了Ce4摻雜BaZrO 3引起諾氟沙星(NOR)雙頻催化降解的可能機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ce4摻雜的BaZrO 3在雙頻超聲輻照下具有良好的超聲催化活性。在最佳條件下，雙頻超聲照射150 min可去除大部分諾氟沙星(NOR)。
詳情
結(jié)論
本文采用水熱法制備了新型聲吶催化劑Ce4摻雜的BaZrO 3。然后，通過(guò)超聲雙頻輻照下諾氟沙星(NOR)在水溶液中的降解，評(píng)價(jià)了Ce4摻雜BaZrO 3的超聲催化活性。制備的(0.048：0.952)Ce4摻雜BaZrO 3粉體在雙頻超聲輻照下對(duì)諾氟沙星(NOR)的降解具有良好的超聲催化活性。諾氟沙星初始濃度為10 mg/L，摻鈰量為0.048：0.952，超聲功率為300 W時(shí)，雙頻超聲降解率可達(dá)69.81%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在Ce4摻雜BaZrO 3存在下，雙頻超聲輻照下諾氟沙星(NOR)的催化降解率明顯優(yōu)于單頻超聲照射下的超聲降解率。Ce4離子作為摻雜劑可使BaZrO 3的帶隙略有減小，導(dǎo)致Ce4摻雜BaZrO 3粉體的光響應(yīng)范圍較寬。摻雜Ce4離子能有效抑制光電子(e−)和空穴(H)的復(fù)合。誘捕劑實(shí)驗(yàn)表明，雙頻聲催化降解是由空穴(H)和羥基自由基(%OH)共同作用造成的，但主要是由空穴(H)氧化引起的。
祥鵠儀器在本論文中的使用過(guò)程
用X射線粉末衍射儀(XRD，D-8，Bruker-AXS，德國(guó)，Ni過(guò)濾的Cu Kα輻射在20°~80°范圍內(nèi))和掃描電鏡(SEM，JEOL JSM-5610 LV，日立公司)對(duì)制備的Ce4-摻雜BaZrO 3顆粒進(jìn)行了表征。采用能量色散X射線分析(EDX，JEOL JSM-5610LV，日立公司，日本)和X射線光電子能譜(XPS，Escalab 250XI，Thermo，USA)測(cè)定了制備的Ce4-摻雜BaZrO 3的元素類型和組成。用紫外-可見(jiàn)漫反射光譜(DRS，UV-3600，Shimadzu，日本)測(cè)量了制備的純BaZrO 3的光學(xué)漫反射光譜和不同摻Ce4-摻雜BaZrO 3的摩爾比。利用紅外光譜(FT-IR，Nicolet 5700，貝克曼·庫(kù)爾特，美國(guó))進(jìn)一步確定了制備的Ce4-摻雜BaZrO_3的化學(xué)成分。采用紫外-可見(jiàn)分光度計(jì)(CARY 50，美國(guó)Varian公司)對(duì)諾氟沙星(NOR)在水溶液中的降解過(guò)程進(jìn)行了研究.采用可控雙頻組合超聲儀(XH-2008DE，北京祥鵠科技發(fā)展有限公司)和系列超聲儀器(中國(guó)昆山公司KQ-300)對(duì)諾氟沙星溶液進(jìn)行輻照，超聲頻率分別為40 kHz、25 kHz和40 kHz，輸出功率為50W。方案2顯示了超聲波輻照裝置。
