稀土摻雜鉍基復(fù)合物的制備及光催化性分析.pdf

1、近年來(lái)，由于染料紡織工業(yè)的高速發(fā)展，染料的數(shù)量和品種不斷增加，各種新型染料相繼出現(xiàn)，印染廢水已成為水污染的重要源頭之一。印染廢水水質(zhì)復(fù)雜、顏色較深、排放量大、危害性強(qiáng)且難于降解，因此對(duì)于印染廢水污染的治理刻不容緩。傳統(tǒng)的印染廢水處理方法存在處理效率低、脫色困難等缺點(diǎn)，因此，選用高效節(jié)能的污水處理方法來(lái)處理印染廢水是目前的研究方向。
　　光催化技術(shù)是一種比較先進(jìn)的高級(jí)氧化技術(shù)，它以光作為能量來(lái)源，利用光催化劑的催化性能，使印染廢水中

2、的有機(jī)污染物氧化分解或使重金屬陽(yáng)離子還原，從而達(dá)到凈化廢水的作用。目前，對(duì) TiO2的研究最多，但是因?yàn)?Ti O2禁帶寬度較大，其對(duì)光能的利用率很低，限制了它的應(yīng)用。人們的研究方向轉(zhuǎn)向開(kāi)發(fā)新型窄帶隙光催化劑和利用摻雜等方法拓寬催化劑對(duì)光的吸收范圍。
　　基于以上內(nèi)容，本文以鉍系材料為基礎(chǔ)，利用配位前驅(qū)體法成功地制備出了分別摻雜稀土離子 Ce3+、Y3+、Ho3+、Eu3+、Nd3+和 Gd3+的 Bi2O3催化劑樣品。通過(guò)各催化

3、劑前驅(qū)體的熱重測(cè)試和紅外測(cè)試分析可知，前驅(qū)體的分解溫度大致相同，在500℃能完全分解，得到復(fù)合氧化物光催化劑；通過(guò)各催化劑樣品的 XRD分析可知，稀土離子的摻雜比例對(duì)樣品的晶體結(jié)構(gòu)有很大影響，可以使催化劑的晶體結(jié)構(gòu)由單斜相向四方相或者稀土鉍基復(fù)合物晶相轉(zhuǎn)變；通過(guò)各催化劑樣品的紫外-可見(jiàn)漫反射光譜測(cè)試可知，摻雜稀土離子后可有效減小 Bi2O3催化劑的禁帶寬度，使催化劑的光響應(yīng)范圍變廣；通過(guò)各催化劑的熒光光譜測(cè)試可知，摻雜稀土離子可降低光生

4、電子和空穴的復(fù)合幾率，提高光量子效率。光催化降解甲基橙實(shí)驗(yàn)表明，摻雜稀土的 Bi2O3催化劑光催化效果明顯優(yōu)于純 Bi2O3，當(dāng)摻入釓比例為5％時(shí)取得最佳催化效果，光照4小時(shí)對(duì)甲基橙的降解率為99.0%。
　　以催化性能最佳的 Gd5%為催化劑分別降解甲基橙和亞甲基藍(lán)，其降解率分別為99.0%和76.0%，說(shuō)明催化劑存在選擇性，其根本原因在于污染物本身的結(jié)構(gòu)不同。溶液 pH值、催化劑用量以及空氣流量對(duì)污染物的降解過(guò)程有較大的影響，