兩種新型納米光催化劑的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、隨著社會的快速發(fā)展，生活和生產(chǎn)過程帶來的諸多環(huán)境問題越來越嚴重，特別是對人類和生態(tài)環(huán)境能夠產(chǎn)生不良影響的有機廢水的處理正在困擾著人們。雖然現(xiàn)在有很多方法被應(yīng)用到廢水處理工藝中，可是這些處理方法并不能達到理想的處理效果。納米光催化材料具有高活性、高選擇性和高穩(wěn)定性等特點，因此這些材料對廢水的處理，特別是對廢水中的一些染料、內(nèi)分泌干擾物等有機污染物的去除有很好的效果，而且這些材料容易從反應(yīng)體系中分離，不會對環(huán)境造成二次污染。鑒于這些優(yōu)點，納

2、米光催化材料的開發(fā)和研究顯得越來越重要。磷酸銀(Ag3PO4)和鎢酸鉍(Bi2WO6)兩種粉末的帶隙能比較小，在可見光下就可以被激發(fā)，光催化性能良好，因此這兩種新型的納米光催化劑受到了越來越多的關(guān)注。
　　 本論文主要研究、制備了磷酸銀和鎢酸鉍兩種光催化劑，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:
　　 （一）光催化劑的制備
　　 (1)以硝酸銀(AgNO3)和磷酸氫二銨（(NH4)2HPO4)為原料，不斷調(diào)整影響制備過程的

3、各種條件，如混合液的初始濃度、pH值等，采用簡單的直接沉淀法制備出了球狀的Ag3PO4光催化劑。
　　 (2)以硝酸鉍(Bi(NO3)3·5H2O)和鎢酸鈉(Na2WO4·2H2O)為原料，聚乙烯吡咯烷酮(PVP，40000)為模板劑，不斷調(diào)整影響制備過程的各種條件，如反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、初始濃度、模板劑的量等，采用簡單的水熱合成法制備出了三維花球狀的Bi2WO6光催化劑。
　　 （二）光催化劑的物理性質(zhì)表征
　　

4、 (1)利用X射線衍射儀(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)對實驗制備的這兩種光催化劑的晶項和純度進行了分析;
　　 (2)利用掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對實驗制備的這兩種光催化劑的形貌和尺寸大小進行了分析;
　　 (3)利用比表面積測試儀(BET)對實驗制備的這兩種光催化劑的比表面積和孔徑進行了分析;
　　 (4)利用紫外-可見分光光度計對實驗制備的這兩種光催化劑的吸收光譜進行了分析

5、。
　　 （三）光催化劑的光催化性能表征
　　 (1)根據(jù)Ag3PO4-有機染料光催化反應(yīng)體系中有機染料的降解去除情況來評價實驗制備的Ag3PO4光催化劑的催化性能。①論文中研究了實驗制備的Ag3PO4光催化劑對多種有機染料的去除情況:可見光照耀12 min后，Ag3PO4-RhB光催化反應(yīng)體系中，RhB(5 ppm)的去除效率幾乎為100％;②反應(yīng)體系的pH值對有機染料去除效果的影響情況:在Ag3PO4-RhB光催化反

6、應(yīng)體系中，反應(yīng)的溶液的pH維持在近中性的環(huán)境下，Ag3PO4光催化劑對RhB的降解最為明顯;③該催化劑的穩(wěn)定性:經(jīng)過三次循環(huán)實驗后，實驗制備的Ag3PO4樣品的光催化性能并沒有表現(xiàn)出很大的差別;④有機染料RhB降解去除的機理:在Ag3PO4-RhB光催化反應(yīng)體系中，RhB的降解是由光生空穴直接氧化的結(jié)果，光生空穴為整個反應(yīng)體系的主要活性氧化物。實驗表明制備的Ag3PO4光催化劑可廣泛應(yīng)用于可見光下降解多種陽離子有機染料。
　　

7、(2)根據(jù)Bi2WO6-phenol光催化反應(yīng)體系中苯酚的降解去除情況來評價實驗制備的Bi2WO6光催化劑的催化性能。①論文中研究了實驗制備的Bi2WO6光催化劑對苯酚的去除情況:紫外光照耀60 min后，Bi2WO6-phenol光催化反應(yīng)體系中，phenol(10 mg/L)的去除效率幾乎達到了100％;②該催化劑的穩(wěn)定性:經(jīng)過四次循環(huán)實驗后，實驗制備的Bi2WO6粉末的光催化性能并沒有表現(xiàn)出很大的差別;③苯酚降解去除的機理:在Bi