BiVO4-膨潤(rùn)土光催化劑的制備及其對(duì)印染廢水處理的研究.pdf

1、近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者開(kāi)始研究可見(jiàn)光響應(yīng)的半導(dǎo)體光催化劑并將其應(yīng)用于環(huán)境治理上。BiVO4在可見(jiàn)光照射下具有很高的光催化活性，能夠?qū)⒂袡C(jī)污染物完全礦化成H2O和CO2，同時(shí)具有穩(wěn)定性高、無(wú)毒無(wú)害等特點(diǎn)，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的可見(jiàn)光催化材料。但是BiVO4容易懸浮在水中而很難分離出來(lái)，在降解廢水的同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生二次污染。此外，大部分有機(jī)物在光催化劑表面只有很弱的吸附，不利于光催化反應(yīng)的進(jìn)行。因此，可以選擇一種合適的載體，將BiVO4負(fù)載到

2、載體上，濃縮目標(biāo)污染物在BiVO4附近的濃度，提高光催化降解效率，且這種復(fù)合型光催化劑能很容易從溶液中分離出來(lái)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光催化劑的重復(fù)利用。
　　 基于以上原因，本研究課題選用儲(chǔ)量豐富、層狀結(jié)構(gòu)、比表面積大和吸附性強(qiáng)的膨潤(rùn)土作為載體，通過(guò)溶液燃燒法制備了一系列不同煅燒溫度的負(fù)載型可見(jiàn)光催化劑BiVO4/膨潤(rùn)土，采用X射線衍射(XRD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、透射電鏡(TEM)、比表面積(BET)、紫外-可見(jiàn)漫反射光譜(

3、UV-vis DRS)、能譜分析(EDS)等測(cè)試手段對(duì)復(fù)合型光催化劑的晶型、表面形貌、顆粒大小、光吸收范圍、元素組成等進(jìn)行了表征。研究了BiVO4/膨潤(rùn)土光催化劑對(duì)C.I。活性藍(lán)19的吸附動(dòng)力學(xué)；并研究了染液初始濃度、染液初始pH值、不同光源等因素對(duì)C.I.活性藍(lán)19降解性能的影響，論文的主要科研工作如下：
　　 (1)在三種不同煅燒溫度下制備的復(fù)合型光催化劑中，300℃煅燒的BiVO4/膨潤(rùn)土光催化劑為單斜晶型，晶粒尺寸約為3

4、0nm，在可見(jiàn)光400～500nm處有強(qiáng)吸收。
　　 (2)在初始質(zhì)量濃度為15～45mg/L，溫度為298～318K時(shí)，BiVO4/膨潤(rùn)土光催化劑對(duì)C.I.活性藍(lán)19的吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)能較好的符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。表觀吸附活化能為28.75KJ/mol，說(shuō)明此復(fù)合型光催化劑對(duì)C.I.活性藍(lán)19的吸附是化學(xué)吸附和物理吸附控制步驟。
　　 (3)通過(guò)在可見(jiàn)光下的光催化模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，300℃煅燒的BiVO4/膨潤(rùn)土光催化劑具有

5、良好的光催化降解性能。當(dāng)染液初始濃度為25mg/L，染液初始pH值為5.5，光催化劑投加量為50mg，400W金鹵燈照射下，120min后對(duì)C.I.活性藍(lán)19溶液的脫色率達(dá)到93.9％。光催化劑重復(fù)使用五次后未見(jiàn)有明顯的催化劑失活現(xiàn)象，具有回收利用價(jià)值。
　　 (4)C.I.活性藍(lán)19溶液在不同的影響因素下的光降解過(guò)程中的-ln(C/C0)～t之間均呈現(xiàn)良好的直線關(guān)系，C.I.活性藍(lán)19的光催化降解反應(yīng)符合Langumuir-H