几种复合型光催化剂的构建及模拟太阳光下降解苯酚性能的研究

来源 :内蒙古大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lawrence121
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近年来随着国家环保标准的提高,酚类化合物因其高毒难降解等性质被列为需重点控制的有害污染物之一。而在现代煤化工生产过程中排放的污水中又以低浓度含酚废水最为常见,因此,其净化和处理低浓度含酚废水迫在眉睫。光催化氧化技术因其具有环境友好、降解效率高、速度快等优点,在环境保护领域尤其是降解去除低浓度含酚废水方面受到科研工作者的青睐。因此,研究开发高性能的光催化剂成为实现工业化低浓度含酚废水精准化处理的关键。本文主要设计构建了四种La2AlFeO6/ZnO、La2AlFeO6/BiOBr、高岭土/ZnO以及高岭土/TiO2系列复合光催化剂,通过测试催化剂在模拟太阳光下降解含酚废水的活性以及循环稳定性来研究其性能。同时对系列复合光催化剂进行了包括XRD、SEM、TEM、PL、XPS、BET、Uv-vis、ESR、光电流、O2-TPD以及COD等多种表征分析。现将得到的实验结果简述如下:1、通过简单的水热法制备了系列La2AlFeO6/BiOBr复合光催化剂,其中La2AlFeO6/BiOBr-20%催化剂催化活性最好,模拟太阳光照射300min后苯酚降解率高达95.70%,分别是纯相La2AlFeO6和BiOBr的3.20倍和2.20倍,分析认为复合催化剂具有好的活性主要原因是其有效的抑制了光生电子空穴的复合以及复合催化剂其表面存在比较多的羟基氧和吸附氧。2、通过化学浸渍法制备了系列La2AlFeO6/ZnO复合光催化剂,当La2AlFeO6和ZnO复合比例为1:9时,催化剂苯酚降解效率最好,模拟太阳光光照5小时对苯酚去除率达到94.03%,分别是纯相La2AlFeO6和ZnO降解率的3.50倍和1.80倍。通过多种表征分析得出结论:活性优化的复合光催化剂有更高的光生电子空穴分离效率,表面羟基氧和吸附氧含量较高。3、通过化学浸渍法制备的系列高岭土/ZnO复合催化剂样品中当复合比例为1:1时,催化剂同样展现出比较高的光催化性能,300min光照后苯酚降解效率高达95.80%,分别是纯相高岭土和ZnO降解率的4.80倍和1.70倍。系列表征分析后可以得出这些结论:复合催化剂表面羟基氧含量增加、带隙变窄、比表面积增大。4、通过简单的溶胶凝胶法制备了系列高岭土/TiO2复合光催化剂,当TiO2占比10mmol/g时,在模拟太阳光条件下照射5小时苯酚降解效率最佳,达63.50%,虽然苯酚降解效率不算太好,但和纯TiO2和纯高岭土相比较苯酚降解效率均分别提高29.70%和43.40%,说明存在明显的复合效应,研究结果发现复合催化剂活性提高的主要原因是由于其表面羟基氧含量较纯相有所增加。
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