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富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂的制备及其光催化氧化环己烷的研究富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂的制备及其光催化氧化环己烷的研究

概述

在环境保护与资源利用的推动下，光催化技术作为一种无污染、高效能的新型环保技术被广泛应用于有机污染物的处理领域。近年来，一些研究表明，负载型催化剂的设计和制备对于光催化反应的效率和选择性起到了至关重要的作用。本文将介绍一种富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂的制备方法，并研究其在光催化氧化环己烷中的应用。

催化剂制备方法

首先，通过溶剂热法合成了富缺陷掺杂型Nb2O5颗粒。将氮气气氛下的NbCl5和二乙二酸铅乙酯溶液混合，并加入柠檬酸来稳定复合材料中的铅，然后进行加热处理。经过分离、洗涤和干燥后，得到了富缺陷掺杂型Nb2O5颗粒。

接下来，采用浸渗法在富缺陷掺杂型Nb2O5颗粒上负载纳米二氧化硅（SiO2），形成异质结复合型催化剂。先将纳米SiO2溶液与富缺陷掺杂型Nb2O5颗粒混合，并进行磁搅拌。在紫外照射下，进行浸渗反应。最后，通过离心分离和干燥，制备得到了富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂。

光催化环己烷的研究

为了研究富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂在光催化氧化环己烷中的性能，我们进行了一系列实验。首先，我们使用紫外–可见光漫反射光谱和X射线光电子能谱仪对催化剂进行了表征。结果表明，催化剂的表面具有丰富的缺陷和掺杂位点，这有助于增强其光催化活性。

接下来，我们分别以富缺陷掺杂型Nb2O5颗粒和富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂作为光催化剂，在紫外光照射下对环己烷进行氧化反应。实验结果显示，与富缺陷掺杂型Nb2O5颗粒相比，富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂具有更高的光催化活性和稳定性。这可能是因为强化的异质结界面增加了电子传输和光吸收能力。

此外，我们还考察了反应条件对光催化氧化环己烷的影响。我们发现，在较低的温度和较高的光照强度下，光催化氧化环己烷的反应速率更高。此外，通过循环使用实验，我们发现富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂具有较好的重复使用性能。

结论

本研究成功制备了富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂，并将其应用于光催化氧化环己烷的研究中。结果表明，在紫外光照射下，富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂具有较高的光催化活性和稳定性。这为开发新型高性能光催化剂提供了新思路，并为有机废水处理以及其他环境领域的应用提供了理论和实践指导综上所述，我们成功制备了富缺陷掺杂型与异质结复合型Nb2O5基催化剂，并通过对其进行光催化氧化环己烷的研究发现，该催化剂在紫外光照射下具有较高的光催化活性和稳定性。这得益于催化剂表面丰富的缺陷和掺杂位点，以及强化的异质结界面对电子传输和光吸收的提升作用。此外，我们还发现较低的温度和较高的光照强度有助于提高光催化氧化反应速率，并且该催化剂还具有良好的重复使用性能

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