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溶液燃烧法制备氯氧化铋及其用于降解有机污染物的研究

发布时间:2020-04-24 08:17
【摘要】:光催化技术作为一项环保处理科学技术,把有机污染物分解为小分子物质。太阳能是自然界最丰富、最廉价的资源,我们利用光催化剂在太阳光照射下降解有机污染物具有处理范围广、效能高、无毒无害无污染等优点,对比传统的污染物处理技术来说工艺更加简单。氯氧化铋是铋系光催化剂中的一种,它们既不会造成二次污染,又有良好的可见光光催化活性。本文主要研究溶液燃烧法制备氯氧化铋,及氯氧化铋与Fe、Eu掺杂改性、复合氮化碳、来进一步提高氯氧化铋的光催化性能。具体研究内容如下:1.以硝酸铋、柠檬酸、氯化铵为原料,在不同温度下,不同燃烧时间的条件下制备Bi24O31Cl10光催化剂,并通过XRD、XPS、SEM和UV-Vis等手段对所制备的样品进行表征。并研究Bi24031Cl10可见光催化活性的影响。结果表明:在燃烧温度为650℃燃烧时间为3h时,Bi24O31Cl10光催化活性最佳,对罗丹明B的去除率为32%。在此基础上进行Fe、Eu的掺杂及g-C3N4的复合,研究掺杂组分对Bi24O31Cl10的影响,并利用XRD、XPS、SEM和UV-Vis等手段对所制备的掺杂样品进行表征,结果表明:Fe3+、Eu、g-C3N4对氯氧化铋的晶相没有影响,但催化剂的块状形貌变薄,很多小颗粒粘附在块状表面。通过在可见光照射下降解罗丹明B(Rh B)的实验,掺杂Fe3+、Eu及g-C3N4的复合能有效的加强Bi24031Cl10光催化剂的活性,由于增加了晶体比表面积,以及改变形貌而提高了光催化活性,加强了光的吸收,减小禁带宽度并降低光生电子-空穴对的复合率。光催化性能最好的分别为 2Fe-Bi24031Cl10、2Eu-Bi24O31Cl10、3g-C3N4-Bi24031Cl10,它们使罗丹明B溶液在50 min可见光照射下的去除率分别达到了 75%、78%、80.5%。2.探究氯氧化铋光催化剂对水中三硝基甲苯的去除,实验表明,光催化活性的影响因素主要有溶液浓度、pH和催化剂加入量,当溶液浓度为30 mg/L、pH=6、催化剂加入量为0.05 g时氯氧化铋光催化剂对三硝基甲苯的去除效果最好,在光照搅拌150 min后,对三硝基甲苯的去除率高达82%。
【图文】:

相互反应,氢氧根,反应流,电子受体


与电子受体相互反应,空穴会与吸附在催化剂表面的水和氢氧根相互反应,生成?0//,逡逑电子则与氧气反应生成?0>,有机污染物会被?00//和?0//等活性物质彻底矿化分逡逑解。反应流程图如图1所示,反应过程如下(1)邋-邋(4):逡逑^邋CB_e-逦侧逡逑hv逦'I逡逑VB邋w邋h+逦一逡逑广逦\逦products逡逑广NB逦e-V逡逑h2o逡逑/’organic逡逑?OKN逦products逡逑图1光催化反应机理图逡逑Fig.邋1邋Photoeatalysis邋mechanism邋of邋photocatalyst逡逑2逡逑

流程图,燃烧法,流程图,溶液


品内分子结构的特征和化学组成。逡逑2.2.2.4样品的制备流程图逡逑样品的制备流程见图2.1。逡逑考察不可嫫逦r逦\逡逑烧昱¥对其逡逑光触h逦^逦逦逡逑枿@逦^^逦a立^|化铉型__逡逑r逦n逦逦逡逑蒸发逦ik逡逑技粹逦逦逡逑V逦J逦XRD逡逑/逦*逦\逦SEM逦逦逦逡逑钫相,*形,逡逑xps邋_^元紊价态和光逡逑I逦J逦胸,r>分折逡逑|邋1逦丨邋丨逡逑(逦V逡逑l#氧化铋光邋逦逡逑催化刑逡逑光催化把投逦v逦’逦逦逡逑过蚤,初始逦(逦逦Nj逦光电于效率和逡逑浓度,初始逦光P暬五危抗獯呋钚訵蹂义希穑妫坦忾垮危遥瑁洛吻炕矸治鲥义隙群凸饧卞危皱澹咤危叔五五义希礤危义襄危缅危掊义献芙嵘浔柑酰6藻义喜鏻#化秘活性的逦^逦逡逑I逦^逦)逡逑图2.1溶液燃烧法制备氯氧化铋流程图逡逑Fig.2.1邋The邋flow邋chart邋for邋preparation邋of邋BiyCbiOio邋by邋solut
【学位授予单位】:沈阳理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:X703

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本文编号:2638734

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