镁掺杂磷酸铝分子筛中镁物种的光催化性能及其化学形态研究

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本文通过水热合成法,用三乙胺为模板剂,拟薄水铝石为铝源、硫酸镁为镁源,在一定温度下晶化一定时间,成功制备出不同镁掺杂量的MgAPO-5分子筛。采用X-射线粉术衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、X-射线荧光光谱(XRF)、X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重-差示扫描量热分析(TG-DSC)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)、比表面积(BET)等手段对所合成的MgAPO-5分子筛进行详细的理化性能表征;分别以橙黄Ⅱ、曙红B和亚甲基蓝溶液为目标降解物评价其在紫外光下和在可见光下的光催化性能:考察了不同镁掺杂量合成的MgAPO-5分子筛在可见光下对光催化降解亚甲基蓝性能的影响,以及催化剂的循环使用情况。结果表明,所合成的MgAPO-5分子筛具有磷酸铝分子筛(AlPO4-5)的结构,而且可初步确定所掺杂的镁元素已进入到分子筛骨架中:对橙黄Ⅱ、曙红B和亚甲基蓝溶液均表现出良好的紫外和可见光光催化活性,其中在紫外光作用下,对橙黄Ⅱ溶液的脱色率可达59.6%,对曙红B溶液的脱色率可达97.2%;在可见光作用下,对亚甲基蓝溶液的脱色率可达88.5%,对曙红B溶液的脱色率可达97.2%;同时实验还表明,当镁的掺杂量为1.84%时光催化效果最差,脱色率只有64.4%,而镁掺杂量为1.01%时,MgAPO-5分子筛的光催化效果最佳,对亚甲基蓝的脱色率可达88.5%,且该催化剂具有良好的循环使用性能,可循环使用6次而保持活性基本不下降。
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