微乳液-水热法制备纳米Ca(OH)2及其光催化降解亚甲基蓝的研究

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本文通过将微乳液法与水热法相结合成功制备出纳米级Ca(OH)2,探究了所制备材料在可见光下对亚甲基蓝的光催化降解性能以及其在降解过程中发挥的作用。
  通过加入表面活性剂、助表面活性剂(正戊醇)以及环己烷作油相制备微乳液,再用水热法对微乳液进行处理,最终成功制备出纳米级Ca(OH)2。通过XRD、SEM、Raman、FTIR、XPS、EPR、UV-visDR和PL等一系列表征手段,对材料形貌特征、化学结构及光催化性能进行了系统的分析。
  研究结果表明所制备的纳米Ca(OH)2粒径为300~500nm;结晶度好,纯度高,对应形貌为六面晶型。除痕量发生碳酸化含有极少量碳酸钙之外不再含其他杂质。该方法制备的纳米Ca(OH)2将带隙降低至2.46eV,提高了氢氧化钙的光响应范围,增强了其光吸收性能,提高了其对太阳能的利用率。黑暗条件下,该材料对亚甲基蓝30min可达吸附平衡,最大吸附效率可达11.7%,加入最佳固液比0.33g/L的纳米Ca(OH)2在可见光下对亚甲基蓝的总去除率可达到98.7%。降解过程中光催化反应动力学遵循准一级动力学方程。
  通过EPR检测、自由基捕获实验和HPLC-MS探究了纳米Ca(OH)2在可见光下光催化降解亚甲基蓝的作用机理。溶液中的氢氧根与材料表面吸收的氧分子捕获光催化产生的电子并转化生成两种活性物质共同实现亚甲基蓝的降解,其中羟基自由基起主要作用,超氧自由基起次要作用。
  综上,微乳液-水热法制备出的纳米Ca(OH)2在降解亚甲基蓝的过程中展现出优异的性能。
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