钨钼酸铋光催化剂的合成及其性能研究
发布时间：2019-11-15 04:37
【摘要】：在经济信息大爆炸的时代,环境问题日益严重。水体污染作为世界范围内最主要的问题之一,引起了广泛关注。研究人员们一直寻求一种有效的方法,能高效、廉价、绿色的解决这一问题,直到光催化技术出现在人们的视野中。光催化技术可以利用半导体材料直接将光能转化为化学能,用于降解空气和水体中的有机污染物,且不造成二次污染,被公认为是一种具有极大发展前景的环境治理技术。以Bi2WO6为代表的Bi系光催化剂作为一种新型光催化材料,具备无毒、较好的可见光响应能力、不存在光腐蚀现象等优点,但其光生载流子寿命短,电子和空穴在表面直接复合几率大,直接影响了其光催化活性。在本研究中,希望制备出一种新型高效的复合光催化剂,通过在可见光下降解罗丹明B染料废水来考察催化剂的可见光催化活性,并通过XRD、SEM、EDS、XPS、BET等表征技术分析其晶型、形貌、表面特性,并通过UV-VisDRS对其光学特征进行探究,最后对其光催化机理进行了简单探讨。本文主要研究内容如下:1、用一步水热法制备出了 B2MoxW1-xO6可见光催化剂,确定了最佳Mo/W物质的量之比的基础上考察了前驱液pH对催化剂形貌和性能的影响。结果表明,当前驱液pH为5,获得了 Bi2Mo0.25W0.75O6光催化剂,表现出由纳米片自组装形成的类花球状结构,该种结构具有较大的比表面积(24.834m2/g),通过UV-VisDRS测试知该新型光催化剂在可见光范围内有较好的响应,能带宽度约为2.63eV,在可见光驱动下能高效地降解有机污染物,在120min内对罗丹明B的降解率可达到86.2%,其可见光催化降解反应符合动力学假一级反应模型,反应速率常数约为纯Bi2MoO6的四倍。经过5次循环使用后发现,Bi2Mo0.25W0.7506新型可见光催化剂具有较好的化学稳定性。2、在制备出Bi2Mo0.25W0.75O6光催化剂的基础上,为了进一步提高其光催化活性,选取了 B2O3复合的手段。通过调节水热反应前驱液中Bi与Mo、W的摩尔比控制了复合光催化剂中Bi2O3的含量,焙烧后获得结晶度良好的Bi2O3-Bi2Mo0.25W0.75O6光催化剂,发现当Bi2O3:Bi2Mo0.25W0.75O6=1:3时获得最佳的光催化反应效率。通过调整焙烧温度发现当温度过高(T≥600℃时,催化剂结构会被破坏,花球状结构坍塌破裂,纳米片团聚,比表面积减小,选取最佳焙烧温度为400℃。3、探究了 Bi2O3-Bi2Mo0.25W0.75O6光催化剂的反应机理,其活性增强的主要原因是Bi2O3的复合有利于光生电子和空穴的分离,抑制了二者在催化剂表面的再复合,实现了电荷分离的稳定。4、通过改变罗丹明B有机废水的初始浓度、pH和将目标污染物改为亚甲基蓝来测试新型Bi2O3-Bi2Mo0.25W0.75O6光催化剂的反应条件对光催化活性的影响及其广谱性,其对亚甲基蓝表现出良好的光催化活性,说明该光催化剂对有机污染物有较普遍的降解。
【图文】：
１．１．１环境污染现状逡逑世界范围内，由于经济飞速发展导致空气污染和水体污染严重威胁着人类生存和生逡逑物多样性，以中国为代表的发展中国家更显现出了明显的问题（图１．１），环境污染问逡逑题已经严重影响了人们的日常生活和物种的多样性。逡逑丨丨~婂邋危剩蹋掊义希浚椋浚睿福睿掊澹妫海澹龋ⅲ义贤迹保倍嗟乜掌廴竞退廴荆ū本憬Ш樱埠╁义希疲椋纾澹保卞澹粒椋蝈澹穑铮欤欤酰簦椋铮铄澹幔睿溴澹鳎幔簦澹蝈澹穑铮欤欤酰簦椋铮铄澹ǎ拢澹椋辏椋睿纾澹冢瑁澹辏椋幔睿纾垮澹剩椋幔铄澹遥椋觯澹颍澹茫瑁幔镥澹蹋幔耄澹╁义细萜び妊绣持行模ǎ校澹麇澹遥澹螅澹幔颍悖桢澹茫澹睿簦澹颍╁澹玻埃保赌攴⒉嫉牡鞑榻峁允荆蠖嗍义先巳衔掌廴竞退廴疚侍馐侵泄衷诿媪俚难现匚侍猓⒔中跋焐肪常ㄍ煎义希保玻Ｏ喙丶觳獗砻鳎晃廴镜乃逯泄惴捍嬖诖罅磕岩越到獾挠谢铮死嘤谢廴惧义衔镌谒逯谐て诖嬖诤突郏灰捉到猓钪战肷镅罚匀死嘟】翟斐杉蟮奈ｅ义虾ΑＦ渲
本文编号：2561146
【图文】：
１．１．１环境污染现状逡逑世界范围内，由于经济飞速发展导致空气污染和水体污染严重威胁着人类生存和生逡逑物多样性，以中国为代表的发展中国家更显现出了明显的问题（图１．１），环境污染问逡逑题已经严重影响了人们的日常生活和物种的多样性。逡逑丨丨~婂邋危剩蹋掊义希浚椋浚睿福睿掊澹妫海澹龋ⅲ义贤迹保倍嗟乜掌廴竞退廴荆ū本憬Ш樱埠╁义希疲椋纾澹保卞澹粒椋蝈澹穑铮欤欤酰簦椋铮铄澹幔睿溴澹鳎幔簦澹蝈澹穑铮欤欤酰簦椋铮铄澹ǎ拢澹椋辏椋睿纾澹冢瑁澹辏椋幔睿纾垮澹剩椋幔铄澹遥椋觯澹颍澹茫瑁幔镥澹蹋幔耄澹╁义细萜び妊绣持行模ǎ校澹麇澹遥澹螅澹幔颍悖桢澹茫澹睿簦澹颍╁澹玻埃保赌攴⒉嫉牡鞑榻峁允荆蠖嗍义先巳衔掌廴竞退廴疚侍馐侵泄衷诿媪俚难现匚侍猓⒔中跋焐肪常ㄍ煎义希保玻Ｏ喙丶觳獗砻鳎晃廴镜乃逯泄惴捍嬖诖罅磕岩越到獾挠谢铮死嘤谢廴惧义衔镌谒逯谐て诖嬖诤突郏灰捉到猓钪战肷镅罚匀死嘟】翟斐杉蟮奈ｅ义虾ΑＦ渲
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