【摘要】：在經濟信息大爆炸的時代,環(huán)境問題日益嚴重。水體污染作為世界范圍內最主要的問題之一,引起了廣泛關注。研究人員們一直尋求一種有效的方法,能高效、廉價、綠色的解決這一問題,直到光催化技術出現(xiàn)在人們的視野中。光催化技術可以利用半導體材料直接將光能轉化為化學能,用于降解空氣和水體中的有機污染物,且不造成二次污染,被公認為是一種具有極大發(fā)展前景的環(huán)境治理技術。以Bi2WO6為代表的Bi系光催化劑作為一種新型光催化材料,具備無毒、較好的可見光響應能力、不存在光腐蝕現(xiàn)象等優(yōu)點,但其光生載流子壽命短,電子和空穴在表面直接復合幾率大,直接影響了其光催化活性。在本研究中,希望制備出一種新型高效的復合光催化劑,通過在可見光下降解羅丹明B染料廢水來考察催化劑的可見光催化活性,并通過XRD、SEM、EDS、XPS、BET等表征技術分析其晶型、形貌、表面特性,并通過UV-VisDRS對其光學特征進行探究,最后對其光催化機理進行了簡單探討。本文主要研究內容如下:1、用一步水熱法制備出了 B2MoxW1-xO6可見光催化劑,確定了最佳Mo/W物質的量之比的基礎上考察了前驅液pH對催化劑形貌和性能的影響。結果表明,當前驅液pH為5,獲得了 Bi2Mo0.25W0.75O6光催化劑,表現(xiàn)出由納米片自組裝形成的類花球狀結構,該種結構具有較大的比表面積(24.834m2/g),通過UV-VisDRS測試知該新型光催化劑在可見光范圍內有較好的響應,能帶寬度約為2.63eV,在可見光驅動下能高效地降解有機污染物,在120min內對羅丹明B的降解率可達到86.2%,其可見光催化降解反應符合動力學假一級反應模型,反應速率常數(shù)約為純Bi2MoO6的四倍。經過5次循環(huán)使用后發(fā)現(xiàn),Bi2Mo0.25W0.7506新型可見光催化劑具有較好的化學穩(wěn)定性。2、在制備出Bi2Mo0.25W0.75O6光催化劑的基礎上,為了進一步提高其光催化活性,選取了 B2O3復合的手段。通過調節(jié)水熱反應前驅液中Bi與Mo、W的摩爾比控制了復合光催化劑中Bi2O3的含量,焙燒后獲得結晶度良好的Bi2O3-Bi2Mo0.25W0.75O6光催化劑,發(fā)現(xiàn)當Bi2O3:Bi2Mo0.25W0.75O6=1:3時獲得最佳的光催化反應效率。通過調整焙燒溫度發(fā)現(xiàn)當溫度過高(T≥600℃時,催化劑結構會被破壞,花球狀結構坍塌破裂,納米片團聚,比表面積減小,選取最佳焙燒溫度為400℃。3、探究了 Bi2O3-Bi2Mo0.25W0.75O6光催化劑的反應機理,其活性增強的主要原因是Bi2O3的復合有利于光生電子和空穴的分離,抑制了二者在催化劑表面的再復合,實現(xiàn)了電荷分離的穩(wěn)定。4、通過改變羅丹明B有機廢水的初始濃度、pH和將目標污染物改為亞甲基藍來測試新型Bi2O3-Bi2Mo0.25W0.75O6光催化劑的反應條件對光催化活性的影響及其廣譜性,其對亞甲基藍表現(xiàn)出良好的光催化活性,說明該光催化劑對有機污染物有較普遍的降解。
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１．１．１環(huán)境污染現(xiàn)狀逡逑世界范圍內，由于經濟飛速發(fā)展導致空氣污染和水體污染嚴重威脅著人類生存和生逡逑物多樣性，以中國為代表的發(fā)展中國家更顯現(xiàn)出了明顯的問題（圖１．１），環(huán)境污染問逡逑題已經嚴重影響了人們的日常生活和物種的多樣性。逡逑丨丨~婂邋危剩蹋掊義�？ｉ？ｎ８ｎ＾邋偤－邋｝x�，辶x賢跡保倍嗟乜掌廴競退廴荊ū本憬�，，涧簷熏巢湖）辶x希疲椋紓澹保卞澹粒椋蟈澹穡錚歟歟酰簦椋錚鑠澹幔睿溴澹鰨幔簦澹蟈澹穡錚歟歟酰簦椋錚鑠澹ǎ攏澹椋輳椋睿紓澹冢瑁澹輳椋幔睿紓垮澹剩椋幔鑠澹遙椋觶澹潁澹茫瑁幔镥澹蹋幔耄澹╁義細萜び妊繡持行模ǎ校澹麇澹遙澹螅澹幔潁悖楨澹茫澹睿簦澹潁╁澹玻埃保賭攴⒉嫉牡韃榻峁允荊蠖嗍義先巳銜掌廴競退廴疚侍饈侵泄衷諉媼俚難現(xiàn)匚侍�，并将持续影响生态环境（图辶x希保玻Ｏ喙丶觳獗礱鰨晃廴鏡乃逯泄惴捍嬖詿罅磕巖越到獾撓謝錚死嚶謝廴懼義銜鐫謁逯諧て詿嬖諍突郟灰捉到�，租倯�(zhàn)肷镅罰勻死嘟】翟斐杉蟮奈ｅ義蝦�。其�

本文編號：2561146