SnWO4新型窄帶隙光催化劑的制備及其廢水處理性能的研究.pdf

1、光催化技術是一種高效、環(huán)保、節(jié)能的環(huán)境治理技術，具有廣闊的應用前景和發(fā)展空間，因而開發(fā)出具有高催化活性的光催化劑具有十分重要的意義。在眾多種催化劑中，鎢酸亞錫(SnWO4)憑借其獨特的能帶結構和豐富的資源而受到大家的關注。α-SnWO4與其他催化劑相比具有禁帶寬度窄(約1.7eV～1.8eV)，可響應可見光的特點。但因其光生載流子容易復合、遷移速率緩慢等問題，導致其催化活性大大降低。本論文通過對α-SnWO4的合成條件進行優(yōu)化，采用表面

2、活性劑輔助合成和半導體復合，以此來提高α-SnWO4的催化活性。
　　本文以SnCl2·2H2O和Na2WO4·2H2O為原料通過水熱合成法制備得到α-SnWO4催化劑。通過單因素實驗探索出催化劑制備過程中的pH值、水熱溫度、水熱時間和反應物摩爾配比等最佳條件，同時對模擬污染物亞甲基藍溶液(MB)進行光催化性能研究。結果表明在反應溶液pH值為7，水熱溫度為180℃，水熱時間為36h以及SnCl2和Na2WO4的摩爾配比為1∶1時催

3、化劑活性最高，在5h內對亞甲基藍溶液的降解率達55.98％。在上述條件下，采用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)對α-SnWO4進行表面活性劑修飾，同時對pH值、水熱溫度、水熱時間和CTAB添加量做正交實驗，其結果顯示α-SnWO4的最佳制備條件為水熱合成溫度為180℃，溶液的pH值為7，水熱時間為32h，Sn和CTAB的摩爾比為1∶0.06，該催化劑樣品在5h內對亞甲基藍溶液的降解率達79.65％。對上述催化劑進行XRD、SEM和UV-

4、vis分析，發(fā)現(xiàn)制備的α-SnWO4催化劑的結構為片狀結構，其表面較為光滑，禁帶寬度較小，約為1.82eV。
　　為提高催化劑的活性，采用兩步水熱法制備出α-SnWO4/Bi2WO6半導體復合材料，并對材料的結構和性能進行研究。實驗結果表明，不同復合比下的催化劑具有不同的催化活性，在α-SnWO4與Bi2WO6的復合比為1∶0.4時，催化劑的催化活性最高，在5h內對亞甲基藍溶液的降解率達93.59％。對上述復合材料進行XRD、SE

5、M和UV-vis分析，發(fā)現(xiàn)α-SnWO4/Bi2WO6的形貌仍然是由片狀結構堆積而成，其禁帶寬度約為2.14eV。根據其禁帶寬度的大小進一步計算出半導體的價帶和導帶，分析催化劑內部電子空穴的遷移情況，得出使催化劑活性提高的反應機理。
　　對實驗結果進行分析，發(fā)現(xiàn)添加CTAB的催化劑與未添加CTAB的催化劑相比，5h內對亞甲基藍的降解率從55.98％上升到79.65％。將催化劑進一步與Bi2WO6進行復合，其降解率達93.59％。由