收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

粘土改性钨酸铋光催化剂的制备及其对有机污染物的降解性能研究

崔家民  
【摘要】:中国经济的迅猛发展和人们生活水平的显著提高,不可避免地对周围环境造成严重污染,如生活污水、工业废水、水土流失以及能源枯竭等问题,因此寻求清洁无污染的新型水处理技术是当今科学界探讨的重大课题。近年来,半导体光催化技术因具有环保、可持续利用和低成本等优势,受到业内人士的广泛关注。作为传统的光催化剂,二氧化钛(TiO_2)具有光催化能力强、无毒和价格低廉等特点,但由于禁带宽度较大(3.2 eV)、只能在紫外光(λ400 nm)下激发、比表面积小和难以回收利用等缺陷,在应用方面受到了极大的限制。钨酸铋(Bi_2WO_6)作为铋系氧化物中性能最佳的可见光催化剂备受科研人员的青睐,但吸附性差和量子产率低同样制约着它的发展进程。因此,对纯Bi_2WO_6进行负载和改性则具有深远的意义。本论文通过将Bi_2WO_6与凹凸棒石(ATP)、铁基蒙脱石(Fe/Na-MMT)复合制备出具有比表面积大和可见光催化活性高的新型光催化材料,对其进行光催化性能测试,以及进行晶体结构、微观形貌等方面的表征测试。主要实验内容如下:第一部分,通过溶剂热法制备出钨酸铋/凹凸棒石(Bismuth tungstate/attapulgite,Bi_2WO_6/ATP)复合材料,通过降解印染废水罗丹明B(RhB)和抗生素类废水四环素(TC)等来评价其性能。此外,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积及孔结构分布(BET)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)等表征手段进行分析和鉴定。在自由基捕获实验中探究该复合材料对RhB溶液的降解机理。实验表明在前驱体溶液的pH为1、水热时间为18 h、水热温度为180°C、以及ATP与Bi_2WO_6的质量比为6%等条件下表现出最佳的降解性能。光生空穴(h+)和羟基自由基(·OH)在光降解过程中起主要作用。结果表明ATP的掺入不仅能提高对有机污染物的吸附性能,而且还能增强对可见光的响应能力,从而抑制光生电子-空穴的复合,提高光生载流子的分离效率。第二部分,通过高温煅烧法和溶剂热法制备钨酸铋/四氧化三铁/钠基蒙脱石(Bismuthtungstate/Ironoxide/Sodiummontmorillonite,Bi_2WO_6/Fe_3O_4/Na-MMT)复合材料,通过降解RhB来评价其性能,此外,通过XRD、SEM、XPS、BET、FT-IR、UV-vis DRS以及振动样品磁强计(VSM)等表征手段对其分析和检测。在自由基捕获实验中探究该复合材料对RhB溶液的降解机理。实验表明在水热温度为160°C、水热时间为22 h以及Bi_2WO_6与Fe/Na-MMT的质量比为15:1等条件下表现出较好的光催化活性。当未加H_2O_2时光生空穴(h+)起主要作用。当添加H_2O_2时,羟基自由基(·OH)起主要作用。结果表明Fe_3O_4和Na-MMT的掺入不仅能提高对有机污染物的吸附性能,而且通过施加外部磁场实现固液分离以及添加H_2O_2可以加速降解速率。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;光催化剂[J];北方建筑;2017年06期
2 戚克振;程蓓;余家国;Wingkei Ho;;二氧化钛基Z型光催化剂综述(英文)[J];催化学报;2017年12期
3 徐瑛;余火根;貊艳平;宋佳;李永安;;可见光催化剂Ag/Ag_2O制备及其对染料脱色降解[J];化学教育;2016年22期
4 狄广兰;朱志良;;层状双金属氢氧化物基光催化剂研究进展[J];化学通报;2017年03期
5 王强;宋金玲;张胤;杨帆;;氯氧化铋光催化剂的修饰及光催化性能[J];内蒙古科技大学学报;2017年01期
6 王浩;段永正;朱环环;;铜基光催化剂在废水光催化降解的应用进展[J];山东化工;2017年14期
7 张世杰;张培;;铋系光催化剂的制备及应用研究[J];山东化工;2017年14期
8 李金英;杨春维;朱琳;;TiO_2光催化剂磁性掺杂与改性研究进展[J];化工新型材料;2017年09期
9 高虎虎;莫尊理;牛小慧;柴雅琼;;部分金属硫化物光催化剂的研究进展[J];化工新型材料;2017年08期
10 崔玉民;殷榕灿;苗慧;陶栋梁;于占军;李慧泉;;石墨相氮化碳光催化剂研究进展[J];化工新型材料;2017年10期
11 丁星;杨祥龙;熊中亮;陈浩;张礼知;;铋系光催化剂去除环境污染物[J];化学进展;2017年09期
12 杨志广;冯丽;吴亚楠;赵朗;周凯;王筠;;TiO_2光催化剂表面改性研究进展[J];应用化工;2015年02期
13 林敏怡;夏德华;;光催化剂杀菌处理的研究新进展和发展机遇[J];广东化工;2015年15期
14 周江喜;覃爱苗;廖雷;;含氧化合物可见光催化剂的研究进展[J];材料导报;2013年07期
15 陈晓芳;刘晶冰;汪浩;;多孔光催化剂的研究进展[J];化工进展;2012年02期
16 葛金龙;修利梅;秦英月;沈丽丽;;银掺杂TiO_2光催化剂的制备及光催化性能研究[J];化工新型材料;2012年06期
17 毛莉莉;陈建林;朱征;沈晓鹏;庞欣;毛星;;银系列可见光催化剂的研究进展[J];材料导报;2012年13期
18 李莉;张文杰;陈柏寒;;固相反应法制备铌酸铁光催化剂降解甲基橙[J];电镀与精饰;2010年07期
19 周真一;;TiO_2光催化剂的研究进展及其应用[J];山东陶瓷;2010年03期
20 杨学灵;徐悦华;陈明洁;贾金亮;;TiO_2光催化剂的负载技术[J];化学世界;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 汤春妮;刘恩周;马永宁;万俊;胡晓云;樊君;;g-C_3N_4/Ag_3PO_4{111}可见光催化剂降解氮氧化物研究[A];第九届全国环境催化与环境材料学术会议——助力两型社会快速发展的环境催化与环境材料会议论文集(NCECM 2015)[C];2015年
2 张杨;李森;;改性TiO_2光催化剂日光下降解染料废水的研究[A];第十三届全国水处理化学大会暨海峡两岸水处理化学研讨会摘要集-S1物理化学法[C];2016年
3 何雨洋;王家强;;以生物粉末为模板制备高效TiO_2光催化剂[A];第十五届全国分子筛大会论文集(介孔材料、MOF、吸附和催化专场)[C];2009年
4 徐瑞芬;胡伟康;舒军;张鹏;;纳米TiO_2光催化剂安全抗菌机理研究[A];第二届中国抗菌材料产业发展大会论文集[C];2002年
5 刘维良;陈建华;何志平;;掺杂改性TiO_2光催化剂研究与在建材领域应用[A];第四届中国抗菌产业发展大会论文集[C];2004年
6 何雨洋;王家强;;以生物粉末为模板制备高效TiO_2光催化剂[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
7 朱永法;;高能效高活性光催化剂的研究[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年
8 吴保朝;丁正新;付贤智;员汝胜;;TiO_2/M_xO_y/SiO_2纤维态光催化剂的制备及催化性能研究[A];第七届全国催化剂制备科学与技术研讨会论文集[C];2009年
9 刘秀华;;贵金属元素掺杂TiO_2光催化剂[A];中国工程物理研究院科技年报(2009年版)[C];2010年
10 秦祖赠;刘自力;杨克迪;文衍宣;;含铟、铋可见光催化剂的研究进展[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张明美;异质结光催化剂的构筑及其降解诺氟沙星性能研究[D];大连理工大学;2018年
2 崔治清;基于CeO_2基光催化剂的制备及其可见光催化有机反应研究[D];中国科学技术大学;2019年
3 杨小炳;Silicalite-1基光催化剂的制备及性能研究[D];厦门大学;2017年
4 袁丁;基于扫描电化学显微镜的光催化剂快速评估方法及其应用[D];厦门大学;2017年
5 刘文辉;银基光催化剂的制备及其光催化性能研究[D];中北大学;2019年
6 胡国文;一维纳米管光催化剂的制备与催化活性研究[D];兰州大学;2019年
7 刘丹;有机光催化剂的设计、合成及应用[D];兰州大学;2019年
8 张书渠;二硫化钼基光催化剂的制备及产氢性能研究[D];湖南大学;2018年
9 于欣;五氧化二钽基纳米材料的制备及光催化性能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
10 周彦松;硫属锌基催化剂的载流子行为调控及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马照宇;光催化剂表面活性位点的构建及其光催化性能的研究[D];南阳师范学院;2019年
2 周航宇;TiO_2光催化剂负载化及其催化性能研究[D];郑州大学;2019年
3 郭超;三维铜网光催化剂的制备与光催化降解VOCs研究[D];南昌航空大学;2019年
4 吴兵泉;硫化物基复合光催化剂的制备及其性能研究[D];南昌航空大学;2019年
5 盛敬莉;共价有机框架光催化剂的制备及性能研究[D];哈尔滨理工大学;2019年
6 钱凯;GaN/TiO_(2-x)半导体异质结材料的制备与性能研究[D];太原理工大学;2019年
7 张勇;g-C_3N_4半导体的改性及其处理水中有机物的性能研究[D];太原理工大学;2019年
8 崔家民;粘土改性钨酸铋光催化剂的制备及其对有机污染物的降解性能研究[D];太原理工大学;2019年
9 杨海连;模板辅助法制备WO_3复合体系光催化剂及其性能研究[D];太原理工大学;2019年
10 纪政;非金属掺杂铋基复合光催化剂制备及其光催化机理的研究[D];上海电力大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄欢 本报记者 李润文;南信大本科生发现光催化剂新材料[N];中国青年报;2015年
2 记者 吴长锋;固氮合成氨有了高效光催化剂[N];科技日报;2018年
3 通讯员 吴军辉 记者 冯国梧;新型高效光催化剂具双面功能[N];科技日报;2016年
4 虹影;日本开发降温新建材[N];中国房地产报;2004年
5 本报记者 董小雷;环保技术新宠——光催化剂[N];中国化工报;2002年
6 记者 刘万生 通讯员 肖晔珺;中科院大连化物所 新型宽光谱捕光催化剂研发获进展[N];中国科学报;2018年
7 蔡忠仁;高效光催化剂抑菌防霉[N];中国化工报;2011年
8 ;纳米固体光催化剂获发明专利[N];今日信息报;2003年
9 罗海基;住友化工开发出可见光型氧化钛光催化剂[N];中国有色金属报;2003年
10 蔡忠仁;纳米固体光催化剂获发明专利[N];中国化工报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978