LaCoO3化合物的改性及其可見光催化降解有機(jī)污染物性能研究.pdf

1、LaCoO3化合物是一種具有獨(dú)特理化性質(zhì)的ABO3型鈣鈦礦光催化材料，其在光催化分解水產(chǎn)氫和降解有機(jī)污染物方面有非常重要的研究?jī)r(jià)值，但是單相的LaCoO3光催化劑仍存在著光響應(yīng)范圍窄、光生e--h+對(duì)易復(fù)合及穩(wěn)定性差等缺陷，在很大程度上限制了其光催化活性。本文選擇LaCoO3作為研究的對(duì)象，針對(duì)其存在的上述問題設(shè)計(jì)了一系列的改性實(shí)驗(yàn)，將改性后的LaCoO3用于低濃度苯酚水溶液和甲基橙在可見光照射下的降解研究。同時(shí)采用XRD、UV-Vis

2、 DRS、XPS、ESR等對(duì)催化劑進(jìn)行了表征。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用溶膠-凝膠法分別制備了對(duì)LaCoO3的不同位點(diǎn)（A位或B位）進(jìn)行系列摻雜量(0.1，0.2，0.3，0.4，0.5)的金屬離子(Sr2+和Ni2+)修飾改性的LaCoO3樣品，并對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)地表征，研究摻雜Sr2+和Ni2+對(duì)LaCoO3結(jié)構(gòu)、形貌、光學(xué)及催化等性能的影響，并確定了提高其光催化活性的最佳的離子摻雜濃度。結(jié)果表明當(dāng)Sr2+摻雜量為0.2（

3、即La0.8 Sr0.2CoO3樣品），Ni2+摻雜量為0.3（即LaCo0.7Ni0.3O3樣品）時(shí)，La0.8Sr0.2CoO3和LaCo0.7Ni0.3O3樣品的禁帶寬度有了明顯地降低，對(duì)可見光的吸收增強(qiáng)，5h后苯酚的降解率分別達(dá)到82.4％和84.7％，較未摻雜LaCoO3(16.2％)提高了五倍多。與此同時(shí)，僅120min后就實(shí)現(xiàn)了對(duì)相同濃度下甲基橙的完全降解。⑵研究了與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的g-C3N4復(fù)合對(duì)LaCoO3光催化性能的

4、影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，LaCoO3/g-C3N4復(fù)合樣品較各單相光催化劑具有更好的苯酚催化降解活性和光穩(wěn)定性，經(jīng)過光電分析等手段表明當(dāng)g-C3N4的復(fù)合量為60wt％時(shí)，LaCoO3/g-C3N4復(fù)合光催化劑中的光生e--h+對(duì)在可見光下的分離效率最高，對(duì)苯酚溶液的礦化能力最強(qiáng)。根據(jù)捕獲實(shí)驗(yàn)和電子順磁共振、光電流等測(cè)試結(jié)果提出了相應(yīng)的苯酚光催化降解機(jī)理。⑶利用浸漬法將得到的活性較好的La0.8Sr0.2CoO3樣品和LaCo0.7Ni0.

5、3O3樣品分別與60 wt％質(zhì)量分?jǐn)?shù)的g-C3N4復(fù)合，制備La0.8Sr0.2CoO3/g-C3N4-60wt％和LaCo0.7Ni0.3O3/g-C3N4-60wt％光催化劑，并與A、B位共摻雜的La0.8 Sr0.2 Co0.7Ni0.3 O3/g-C3N4-60wt％復(fù)合光催化劑進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，共摻雜改性后的復(fù)合光催化劑有最好的苯酚和甲基橙降解性能，分別達(dá)到95％和98％，且該催化劑在5次循環(huán)反應(yīng)后的苯酚降解活性仍維持在