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铁电极化效应促进体内电荷的分离以提高光催化降解效率
发布时间:2021-03-03    浏览量:1020


作者信息:

张志(第一作者)

杨水金(第一通讯作者)

杨  赟(第二通讯作者)


文章简介:

本文受启发于极化促进体内电荷分离,选取具有铁电性质的Bi2MoO6作为合适的改性材料。首先,通过一步溶剂热法引入碳层和半金属Bi,对Bi2MoO6进行传统方法的改性,光催化降解环丙沙星(CIP)和双酚A(BPA)的效率都能得到一定的提升。随后,通过对其简便的电极化处理后,我们观察到极化后催化剂的降解效率得到大幅度提升。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、DRS等分析,我们发现极化前后没有明显地改变催化剂的晶相和化学键组分、微观整体形貌、禁带宽度等。在不明显改变催化剂的物理和化学等性质的条件下而又能提高光催化性能,这有利于维持催化剂的整体性和稳定性。另外,PFM分析证实了催化剂具有铁电性质和极化切换信号。最后,通过分析光催化反应的中间产物,我们提出了一种可能的光催化电荷转移机理,即传统的改型手段只能促进催化剂表面电荷的分离,体内电荷会迅速的复合,从而限制了催化剂性能的提升。铁电极化效应会引起催化剂的自发极化电场,因而能够促进体内电荷的分离。我们联用传统方法(碳层和半金属Bi的引入)和铁电极化效应共同地修饰催化剂,促进其表面和体内电荷的分离,使得催化剂的光催化性能得到明显提升。


图1 图形摘要

图2 催化剂的制备流程方案

图3 体系的光催化电荷转移机理


                                             图1 图形摘要


                                           图2 催化剂的制备流程方案


  

                                           图3 体系的光催化电荷转移机理


文章中所使用的的仪器:


CEL-HXF300-T3光催化氙灯光源

                                     

主要应用

光催化氙灯光源广泛应用于光解水产氢产氧、CO2还原、光热催化、光热协同、光化学催化、光化学合成、光降解污染物、水污染处理、生物光照,光学检测、各类模拟日光可见光加速实验、紫外波段加速实验等研究领域。


产品优势

1.CEL-HXF300-T3灯箱采用新的模块散热结构,提高光输出稳定性;

2.T3灯箱与HXF300电源互相兼容,降低升级成本;

3.采用的PE300灯泡用户可自行快速更换,无需任何的连线拆装;

4.T3灯箱采用新的光路结构,实现灯泡、散热、隔离、法兰等多位同心;

5.T3灯箱采用新的温控反馈系统,既隔离高压,又提高准确度;

6.标配的转向镜头可以匹配M62、M52全系滤光片,可任意多层叠加滤光片;

7.T3灯箱可以选配电动升降台LMP400,实现便捷升降调节;

8.可以选配LB70防护箱体(400*400*700mm,可以同时放两台氙灯)。




CEL-HT5光电反应器


CEL-HT5光电反应器,双室光电反应器,每个室可独立使用,可实现光电分析测试,采用法兰连接,窗口标配为石英,可以更换氟化钙、溴化钾等特殊光窗,可以添加离子膜,配合电极外径6mm即可,可定制。可配套在线进样系统使用。





CEL-HT7控温耐压H型光电反应釜


CEL-HT7控温耐压H型光电反应釜实现了,最高耐压2MPa,采用316L不锈钢釜体,内部与溶液可能接触的位置,全部喷涂聚四氟乙烯(PTFE),保证了耐温<200℃;温度控制采用的夹层水浴或油浴控制,热传导速度快,控温精确。HT7光电反应釜中间可以添加离子膜,用于双室反应光电反应,也可以当做两个独立的光电反应釜使用,实现了一机多用。标配电极为三支,全部采用PEEK材料,电极既可以耐温,又可以耐压。







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