近年來,利用半導體光催化劑處理有機廢水是一項環(huán)境友好的污水處理技術,在解決能源和環(huán)境問題方面具有廣闊的應用前景。但絕大多數(shù)粉末狀光催化劑在水體中容易懸浮凝聚,難以分離回收；而且其比表面積小,對有機物的吸附性能差,不利于光催化反應進行。水滑石是一種具有陰離子交換能力的層狀化合物,剝離后所得到的納米片層空間自由度較大,可無序排列。當有其他物質進行插層或混合時,利用納米片層和插入物質之間的結合力,可以生成直接插入法難以得到的新型功能材料�；诖�,本課題提出將BiOCl和Ti02光催化劑負載到剝離型ZnCr水滑石納米片單元表面, 制備ZnCr-Ex、BiOCl-ZnCr-Ex和 TiO2-BiOCl-ZnCr-Ex一系列光催化活性增強的負載型光催化劑材料。利用XRD、TEM、FTIR、BET、UV-Vis、EDS等手段對材料的形貌、結構和組成進行表征,以RhB為目標污染物,考察材料的可見光催化性能,并探討材料的結構和光催化降解能力之間的構效關系。主要實驗結論如下：(1)在N2保護下一步合成乳酸根插層的ZnCr-Lac-LDH,將其置于水中在60℃下振蕩48 h,振蕩中,水滑石層板克服與靜電作用力,而剝離。表征結果及丁達爾現(xiàn)象都表明水滑石被剝離成單片層結構,且水滑石層板沒有受到破壞。相比微波法剝離ZnCr-Lac-LDH,乳酸根插層LDH在水中剝離的方法剝離效果更好,且可在水中長期保持剝離狀態(tài)。(2)以剝離型水滑石ZnCr-Ex為載體,按不同摩爾量將BiOCl負載于ZnCr-Ex上,并考察不同負載量的BiOCl-ZnCr-Ex對RhB染料的催化降解情況。通過光催化實驗及表征結果表明在相同條件下BiOCl-ZnCr-Ex-3對RhB染料的光催化降解率最高,且降解速率最快,是純BiOCl的7.3倍。同時確定了75 mg為其最佳投加量。由此證明BiOCl-ZnCr-Ex是一種優(yōu)秀復合催化劑,能夠很好地應用于染料廢水的處理中。(3)以BiOCl-ZnCr-Ex-3復合催化劑為載體,按不同摩爾量將Ti02負載于BiOCl-ZnCr-Ex-3上,并考察不同負載量的TiO2-BiOCl-ZnCr-Ex對RhB染料的催化降解情況。通過光催化實驗及表征結果表明在相同的條件下,TiO2-BiOCl-ZnCr-Ex-4對RhB染料的光催化效率最高,且降解速率最快,是純BiOCl的15.8倍,是純Ti02的58.8倍,是BiOCl-ZnCr-Ex-3的2.17倍,并確定了75 mg為其最佳投加量。對純BiOCl、純Ti02和TiO2-BiOCl-ZnCr-Ex-4光催化劑進行了三次循環(huán)實驗,結果表明TiO2-BiOCl-ZnCr-Ex-4相對于純BiOCl和純TiO2有更好的穩(wěn)定性,也由此證明TiO2-BiOCl-ZnCr-Ex-4是一種優(yōu)秀復合催化劑,在染料廢水的處理中具有較好的應用前景。
【學位單位】：常州大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：X703;O643.36

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本文編號：2818898