AgBr復合光催化劑的合成、表征及去除水中典型污染物的應(yīng)用研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、環(huán)境的日益惡化已成為人們的擔憂,工業(yè)廢水已經(jīng)嚴重影響了人類的生存與發(fā)展,太陽能充足又清潔,已是人類所使用的一種重要的新能源,于是用光能,特別是太陽能并借助光催化劑克服環(huán)境污染問題是一種經(jīng)濟而又有效的新技術(shù),而光催化技術(shù)的核心之一就是光催化的研究和開發(fā)。本論文以變價金屬Cr摻雜MCM41分子篩為載體,通過負載TiO2和AgBr,通過AgBr修飾雜多酸磷鎢酸銫,設(shè)計合成了AgBr/TiO2/Cr-MCM-41和AgBr-CsxH3-xPW1

2、2O40(x=2.5)復合光催化劑。以AR18,六價鉻離子和苯酚為催化底物,評價合成的光催化劑的活性,優(yōu)化光催化去除水中有機、無機污染的反應(yīng)條件;研究復合光催化劑的穩(wěn)定性、光響應(yīng)范圍以及光催化降解水中典型污染物的機理,揭示高效、穩(wěn)定光催化反應(yīng)結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系,主要內(nèi)容和研究結(jié)果如下:
  (1)使用水熱法合成金屬鉻摻雜的MCM41,通過鈦酸丁酯的水解在Cr-MCM41表面負載TiO2,得到TiO2-Cr-MCM41,最后用沉淀沉積法

3、在催化劑的載體表面成功負載AgBr,得到AgBr-TiO2-Cr-MCM41多元復合光催化劑。使用多種表征方法對催化劑進行了分析,XRD和BET表明多元復合摻雜的催化劑良好的保持了分子篩的中孔結(jié)構(gòu),UV-Vis表明,所得催化劑有了較載體范圍更寬的光吸收范圍。通過可見光(λ>400nm)照射下降解偶氮染料酸性大紅AR181評價AgBr-TiO2-Cr-MCM41催化活性,探尋了最佳降解條件(pH=3.0,催化劑用量為5 g/L)。通過一系

4、列自由基抑制實驗,發(fā)現(xiàn)·O2-是AgBr-TiO2-Cr-MCM41可見光照射下催化降解AR18的主要活性物質(zhì)。另外通過循環(huán)實驗和研究表明所得材料是能夠重復使用的,每次使用時30 min后催化降解率都達到90%以上,并且使用次數(shù)越多,催化效率有增大的趨勢,這是由于所得催化劑中存在變價金屬Cr,六價鉻充當電子受體,反應(yīng)過程中被還原為三價鉻,但當使用后的催化劑經(jīng)過鼓風加高溫煅燒之后,三價鉻又被氧化為六價鉻,接收電子的能力恢復。
  (

5、2)通過簡單的沉淀沉積法,以雜多酸鹽為載體和電子梭,通過AgBr復合構(gòu)筑了AgBr-Cs25H05PW12O40異質(zhì)結(jié)復合光催化劑。通過XRD,BET,SEM,XPS,UV-vis等多種表征方法對所得材料進行了表征,將有機染料酸性大紅AR18作為催化底物,探討了關(guān)系催化劑催化性質(zhì)的幾種重要因素,如溶液初始酸堿度,反應(yīng)體系中催化劑的使用量,催化底物的初始濃度等。又通過在催化反應(yīng)過程中加入活性物質(zhì)抑制劑,探討了催化反應(yīng)中的活性物質(zhì)。5次循環(huán)

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