结论
根据提供的信息,可以得出以下结论:
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XRD分析:TiO2的XRD峰值与锐钛矿相(anatase phase)和金红石相(rutile phase)的JCPDS文件相匹配,表明了TiO2的晶体结构。其中,2θ = 27.49对应的是金红石相的(110)晶面
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FT-IR光谱:TiO2、MCMs@TiO2和N掺杂的MCMs@TiO2的FT-IR光谱显示了它们各自的特征吸收峰,这有助于识别材料的化学组成和结构
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磁化曲线:MCMs@TiO2和N掺杂的MCMs@TiO2的磁化曲线表明它们具有磁性,这使得它们可以通过磁场进行分离和回收
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氮气吸附-脱附等温线:CMs、MCMs@TiO2和N掺杂的MCMs@TiO2的氮气吸附-脱附等温线显示了它们的孔隙结构和比表面积,这对于评估材料的吸附性能是重要的
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制备过程:通过水/油乳液法成功制备了MCMs@TiO2复合材料,并通过调整pH值、去除异辛烷和冻干等步骤进行了后处理
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光催化降解性能:N掺杂的MCMs@TiO2由于其优异的吸附富集能力,其光催化降解性能得到了显著提高
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活性氧种的产生:N掺杂的MCMs@TiO2能够产生⋅O2–和⋅OH等活性氧种,这些活性氧种在光催化降解过程中起着关键作用。其中,⋅O2–的信号强于⋅OH,表明在光催化降解过程中产生了更多的⋅O2–自由基
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矿化效率:通过TOC的测定,计算了N掺杂的MCMs@TiO2对MO和TC的矿化效率。在120分钟光照后,MO和TC的矿化效率分别为52.77%和57.09%,而在960分钟光照后,矿化效率分别提高到89.60%和79.05%
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综上所述,N掺杂的MCMs@TiO2复合材料在光催化降解有机污染物方面表现出了优异的性能,这主要归因于其增强的吸附能力、有效的光生电荷分离以及高活性氧种的产生。
XRD peaks indexed to anatase and rutile phases | XRD分析 12个衍射峰对应锐钛矿相,1个对应金红石相 |
MCMs@TiO2的制备过程 | 制备方法 TiO2和Fe3O4在水相中分散,形成水/油乳液后制得MCMs@TiO2 |
N-doped MCMs@TiO2的光催化降解能力 | 光催化性能 N掺杂显著提升MCMs@TiO2的光催化降解效率 |
N-doped MCMs@TiO2产生活性氧 | 活性氧生成 N掺杂材料在光解过程中产生⋅O2–和⋅OH |
N-doped MCMs@TiO2的矿化效率 | 矿化效率 经长时间光照,MO和TC的矿化效率分别达到89.60%和79.05% |
MCMs@TiO2 | 光催化剂 由TiO2和Fe3O4组成的复合材料,用于光催化降解。 |
N-doped MCMs@TiO2 | 改性光催化剂 通过氮掺杂增强吸附能力,提高光催化效率。 |
TiO2 | 光催化剂 单独使用时,对有机污染物的光催化降解效率较低。 |