使用Ni-doped氧化物进行二元有机染料混合物的阴离子和阳离子交叉辅助协同光催化去除

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境科学 环境科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 由有机染料造成的工业废水污染对环境和健康构成重大风险.
• 光催化降解提供了一种有效的方法,通过将废物转化为无害的副产品来修复染料污染的水.

研究的目的:

• 为了合成和探索添加兰铁酸盐 (Ni-doped LaFeO3或NLFO) 的矿纳米颗粒用于光催化降解阴离子和阴离子染料及其混合物.
• 研究合成的NLFO纳米粒子的结构性质,光催化效率和降解机制.

主要方法:

• 表面活性剂辅助的热水合成方法,用于对LaFeO3纳米粒子进行受控的Ni注.
• 使用X射线衍射 (XRD) 和场辐射扫描电子显微镜 (FESEM) 分析粒子大小和形态的表征.
• 使用水晶紫色 (CV) 和刚果红色 (CR) 染料进行光催化降解实验,包括动力学研究和激素吸收试验.
• 使用液体染色学质谱法 (LCMS) 分析降解产品.

主要成果:

• 经过控制的Ni兴奋剂的NLFO纳米粒子表现出不同的尺寸 (40-70nm) 和微球尺寸 (0.78-1.78μm).
• 拉费0.6尼0.4O3的降解效率很高:CV (210分钟) 的降解效率为99.2%,CR (100分钟) 的降解效率为99.1%,其混合物 (70分钟) 的降解效率为98.4%.
• 确定了O2•−和OH−基的协同作用是加速染料混合物的降解的关键因素.

结论:

• 由纳米颗粒组成的Ni-doped LaFeO3 矿微球是二元染料混合物的快速有效降解的高效催化剂.
• 降解机制包括CV的脱和环破裂,以及CR的键裂解,从而导致完全矿化.
• 这项研究强调NLFO是废水处理中先进氧化工艺的优质材料.