VO-,x-摻雜的MgF-,2-光催化氧化催化劑的研究.pdf

1、VO<,x>摻雜的MgF<,2>光催化氧化催化劑的研究以半導(dǎo)體材料為催化劑的光催化氧化是近十幾年來(lái)環(huán)保領(lǐng)域的新興研究課題，與傳統(tǒng)方法相比，它不僅具有高效、穩(wěn)定、無(wú)二次污染以及對(duì)各類有機(jī)污染物尤其是難生物降解的有機(jī)毒污染物進(jìn)行深度徹底氧化的突出特點(diǎn)，還具有直接利用太陽(yáng)能進(jìn)行光化學(xué)轉(zhuǎn)化的獨(dú)特節(jié)能優(yōu)勢(shì)，因而成為光催化研究的熱點(diǎn)。 在眾多的半導(dǎo)體光催化劑中，TiO<,2>以其高光催化活性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)而倍受人們的青睞。是

2、目前使用最廣泛的光催化降解催化劑。但是TiO<,2>存在電荷-空穴分離效率差、只能利用紫外光、不能有效利用可見(jiàn)光等缺點(diǎn)(因?yàn)樘?yáng)光主要含可見(jiàn)光)，使它的應(yīng)用受到限制。因此開(kāi)發(fā)可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化劑是非常重要的。 本論文以氟化銨、硝酸鎂和偏釩酸銨為原料，采用溶液混合法制備納米級(jí)VO<,x>/MgF<,2>光催化劑，并通過(guò)負(fù)載貴金屬的方法對(duì)該催化劑進(jìn)行了改性。利用自行設(shè)計(jì)的光催化反應(yīng)器，系統(tǒng)地研究了VO<,x>/MgF<,2>以及采用

3、貴金屬改性后的M/VO<,x>/MgF<,2>催化劑對(duì)丙酮及其它小分子有機(jī)污染物的光催化氧化降解活性，并考察了影響活性的各種因素，發(fā)現(xiàn)9.09％VO<,x>/MgF<,2>催化劑在λ>380nm的可見(jiàn)光照射下可使丙酮的降解轉(zhuǎn)化率達(dá)到96.4％，而在相同條件下，TiO<,2>對(duì)丙酮的降解轉(zhuǎn)化率只有3.8％。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，貴金屬改性后的VO<,x>/MgF<,2>催化劑的催化活性明顯高于沒(méi)有添加貴金屬的VO<,x>/MgF<,2>催化劑；研究表

4、明貴金屬的添加量存在一個(gè)最佳值，以Pt為例，Pt的最佳添加量為0.4wt％，0.4wt％Pt/VO<,x>/MgF<2,>在λ>560nm的光照條件下，丙酮降解率可達(dá)99.2％。與共摻雜的Pt/VO<,x>/MgF<,2>相比，Pt/MgF<,2>、Pt/VO<,x>以及Pt/TiO<,2>的催化活性明顯較差，例如在相同條件下(λ>560nm)Pt/TiO<,2>對(duì)丙酮降解無(wú)活性。同時(shí)，制備了一系列不同溫度(250℃，300℃，350℃

5、，400℃，450℃，500℃，550℃，600℃，900℃)焙燒的催化劑，發(fā)現(xiàn)在低溫區(qū)焙燒溫度對(duì)催化劑性能影響不大，對(duì)丙酮均能維持較高的降解率，但當(dāng)焙燒溫度超過(guò)450℃時(shí)，焙燒溫度對(duì)催化劑的性能影響顯著，催化活性隨焙燒溫度的升高而急劇下降。利用XRD、SEM、UV-vis、BET等手段對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。 結(jié)果表明，催化劑平均粒度為10-20hm，V<,2>O<,5>以顆粒形式存在于MgF<,2>物相中。由于VO<,2>的摻雜，