铈掺杂钼酸锶(Ce@SrMoO4)纳米复合材料:窄带隙与高效电荷分离协同实现紫外光催化降解有机污染物

【字体: 时间:2025年07月12日 来源:International Journal of Environmental Analytical Chemistry 2.3

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  为解决有机污染物降解难题,研究人员开发了铈掺杂钼酸锶(Ce@SrMoO4)纳米光催化剂。通过XRD、SEM、FT-IR和UV-Vis技术证实,1%-5%铈掺杂使带隙从4.12 eV降至3.74 eV,45分钟内实现94%甲基橙(MO)降解率,伪二级动力学速率常数最高达0.092 g/mg/min。该研究为低成本、低毒性太阳光驱动催化提供了新策略。

  

这项突破性研究揭示了铈掺杂钼酸锶(Ce@SrMoO4)纳米复合材料的非凡光催化性能。通过精确调控掺杂比例(1%-5%),材料的带隙宽度从4.12电子伏特(eV)显著缩小至3.74 eV,犹如为光生电子搭建了高效"量子隧道"。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)显示,这种"原子级装修"工程不仅优化了晶体结构,还创造了丰富的活性位点。

在紫外光(UV)照射下,这些经过"纳米改造"的催化剂展现出令人惊艳的污染物歼灭能力——45分钟内将顽固的甲基橙(MO)染料分子分解率达94%,相当于每分钟降解2.1%的有机污染物。动力学分析揭示其遵循伪二级动力学模型(伪二级动力学),最优样品的速率常数高达0.092克/毫克/分钟(g/mg/min),比未掺杂样品提升近3倍。

傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)解密了其中的奥秘:铈离子就像"电子快递员",显著促进了光生电荷分离效率。这种绿色催化剂兼具低成本、低毒性和太阳光响应特性,为工业废水处理提供了"环境友好型纳米武器"。

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