膨润土-Bi2WO6复合催化剂的制备及其可见光催化活性研究

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利用太阳能采用光催化剂催化降解各类污染物是一种高效、环保的重要方法。因此,开发新型具有可见光响应的高效光催化剂是一个值得研究的重要课题。钨酸铋(Bi2WO6)是一种近些年被广泛加以研究的高效的可见光响应的光催化剂,膨润土(bentonite)是一种具有较大比表面积,能够提高光催化剂稳定性和光催化活性的物质,因此,考虑将两者复合。制备的复合催化剂膨润土-Bi2WO6电子-空穴的复合率降低,光催化性能提升。本文以硝酸铋、钨酸铵、膨润土为原料,采用水热法制备了膨润土-Bi2WO6 复合催化剂,并通过 XRD,SEM,TEM,UV-visDRS,BET等表征手段对复合催化剂进行表征分析,结果表明,制备的复合催化剂中主要晶型为斜方晶型Bi2WO6,复合催化剂对可见光响应增强,比表面积增大。以罗丹明B为探针污染物,通过可见光降解罗丹明B实验,确定膨润土-Bi2WO6的最佳合成条件为:m(膨润土)/m(Bi2WO6).2:1,前驱液pH=3.0,水热温度160℃,水热反应时间8 h。对比实验表明复合催化剂光催化活性较纯Bi2WO6有较大提升。采用最佳合成条件下制备的膨润土-Bi2WO6复合催化剂对罗丹明B进行光催化降解实验,结果表明:当罗丹明B溶液浓度为40mg/L时,光照2h降解率达到97%左右;在罗丹明B溶液浓度20~80mg/L范围内时,降解率随溶液浓度上升而下降;偏酸性条件下对罗丹明B溶液的吸附和降解效果较好;H2O2促进罗丹明B的降解;而NaCl则会抑制罗丹明B的降解;重复实验表明,膨润土-Bi2W06复合催化剂稳定性较好,可重复多次使用。光催化降解孔雀石绿和结晶紫实验表明:在3h光照后,催化剂对40 mg/L的孔雀石绿溶液的降解率可达95%以上,在6h光照后,催化剂对结晶紫15 mg/L的降解率可达94%左右。本课题的研究将进一步扩展钨酸铋光催化剂和膨润土的研究领域,研究成果对光催化降解有机污染物具有一定的指导意义。
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