鉍基氧化物和鈰基復合氧化物上亞甲基藍光催化降解性能的研究.pdf

1、隨著工業(yè)科技的發(fā)展，化工過程產生了大量的污染物，使得人類賴以生存的水資源無論在質量和數量上都在減少。有機染料的使用就是這樣一個典型的污染水源的過程。有機染料具有著色強、穩(wěn)定性好的特性，使得其廢水處理的難度增大，水質污染也越來越嚴重。因而，對于如何高效的降解有機染料污染物成了研究者們的重要研究課題之一。本文選取了有機染料中具有代表意義的亞甲基藍(MB，methylene blue)為反應物，以鉍基氧化物和鈰基復合氧化物為催化劑，考察了可見

2、光下光催化降解亞甲基藍的性能。
　　實驗條件的篩選對于整個實驗至關重要，研究課題首先對光催化降解反應條件進行優(yōu)化:包括亞甲基藍的濃度，催化劑用量，吸附平衡時間以及亞甲基藍自降解的影響。通過對一系列實驗條件的優(yōu)化得到反應的最佳實驗條件，即催化劑用量為5 mg/mL，亞甲基藍溶液濃度為4～5 ug/mL，暗室靜置吸附平衡時間為1h，光源為220 W鎢燈，并以此建立整個實驗體系。
　　鉍系材料在光催化領域有著較好的應用前景，本文制

3、備了三個系列的鉍系材料，包括不同晶相的氧化鉍、Ca-Bi復合氧化物及Ti-Bi復合氧化物催化劑并對其進行了光催化降解亞甲基藍性能的測試。研究結果表明:1）鉍氧化物的光催化性能與氧化鉍的晶相相關，其中α-氧化鉍的光催化活性優(yōu)于γ-氧化鉍;用沉淀法制得的鉍氧化物中α-氧化鉍光催化活性最高，隨著焙燒溫度的升高，α-氧化鉍逐漸轉變?yōu)棣?氧化鉍，在光催化降解亞甲基藍反應中活性明顯降低;2）用浸漬法制備的Ca-Bi復合氧化物的光催化降解亞甲基藍活性

4、與Ca-Bi-O的組成相關，經600℃焙燒后形成的活性組分Bi1.8Ca0.4O具有最高的光催化活性，反應4小時后，亞甲基藍降解率達到99.33％;3）Ti-Bi復合氧化物催化劑隨著Ti摻雜量的增加亞甲基藍降解的光催化活性增加。
　　鈰基材料作為催化劑在多個領域都有較為突出的催化活性，而在光催化領域的研究則相對較少。本研究采用水熱合成法制備了不同形貌的氧化鈰和Ce-Sn-O、Ce-Zn-O系列的鈰基復合化合物。通過實驗證明:氧化鈰

5、的形貌在亞甲基藍降解活性方面存在一定的影響，其對亞甲基藍的初始降解速率較高，但失活較快，反應4小時后，降解率比初始的第一小時僅增加了10％左右。Ce-Sn-O、Ce-Zn-O系列催化劑通過物相表征說明Sn、Zn能夠摻雜進入氧化鈰的晶胞，但對氧化鈰的光催化活性沒有促進作用?？疾炝颂柟庀翪e-Ti-O系列催化劑上亞甲基藍光催化活性。結果表明少量Ce的引入可提高催化劑的光催化活性。Au/Ce0.03TiO2催化劑上亞甲基藍光催化降解第一小時