废水处理用新型光催化剂的制备及应用研究

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ljb16591504
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,水体污染已成为人类社会面临和亟需解决的重大课题。在众多水处理技术中,光催化氧化法以其环保、高效、节能而越来越受到人们的重视。纳米尺度的TiO2被认为是一种极具前途的光催化剂,但由于其带隙较宽、光生载流子的复合率高等缺点而限制了它的实际应用。因此,制备和研究新型的高活性光催化剂是很有必要的。钒酸盐是一类极具潜力的光催化剂,已报导的如BiVO4、InVO4、Ag3VO4等都具有很窄的带隙宽度,从而能够更充分地利用太阳能光催化降解污染物。本文首先以硝酸铋(Bi(NO33·5H2O)和偏钒酸铵(NH4VO3)为原料,通过氨水沉淀获得BiVO4先驱体;然后采用低温熔盐法,在先驱体与熔盐(复合熔盐46wt%NaNO3+54wt%LiNO3或LiNO3熔盐)比例为1:8的条件下,分别于不同温度下煅烧8h合成出了形貌各异、大小不同、结晶度良好的BiVO4粉体;以硝酸钇(Y(NO33·6H2O)和偏钒酸铵(NHO4VO3)为原料,通过氨水沉淀获得YVO4先驱体:再采用低温熔盐法,在先驱体与熔盐比例为1:8的条件下,分别于不同温度下煅烧8h合成出了具有良好结晶度的球状YVO4纳米粉体。然后,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外-可见分光光谱(UV-Vis)等测试仪器对样品进行表征;最后,以YVO4纳米粉体为光催化剂,以罗丹明B为对象模拟染料废水进行光催化降解实验,采用正交实验和单因素实验的方法,考察了水溶液的pH值、光催化剂的粒径、光催化剂的浓度对水溶液中罗丹明B降解率的影响,并初步探讨了YVO4的光催化机理,研究结果如下:(1)煅烧温度对BiVO4形貌尺寸、相结构和光吸收均具有明显的影响。XRD图谱显示:200℃下合成的BiVO4为四方相,270℃及以上温度合成的BiVO4皆为单斜相;SEM照片表明:四方相BiVO4粒径大于单斜相的BiVO4粒径;UV-Vis光谱分析表明:单斜相的BiVO4比四方相BiVO4和TiO2具有更广的可见光谱响应。(2)熔盐的加入和煅烧温度对YVO4结晶度、粒径和光吸收均具有显著的影响。XRD图谱显示:熔盐的加入明显改善了产物YVO4的结晶度;TEM照片表明YVO4的粒径则随煅烧温度的提高而增大;UV-Vis光谱分析表明:粒径10nm的YVO4粉体吸光强度最强。(3)采用正交实验法,研究了YVO4光催化剂的粒径、光催化剂的浓度和水溶液的pH值对YVO4光催化降解罗丹明B的影响,得到了实验因素对罗丹明B降解率影响的主次顺序为:水溶液的pH值>光催化剂的浓度>光催化剂的粒径。(4)在正交实验的基础上,采用单因素实验的方法,进一步研究水溶液的pH值和光催化剂的浓度对YVO4光催化降解罗丹明B的影响,结果表明,最佳条件为:pH值为4、光催化剂浓度为1g/L、10nm的YVO4纳米粉体。通过一元线性回归,研究了不同条件下光催化降解速率的关系。(5)分析推测YVO4光催化过程是光敏化和光催化联合作用的结果,其中光敏化起着主导作用;当两者达到平衡后,光催化效果达到最佳值。
其他文献
对郑州市1991 年- 1998 年大气污染物进行测试分析。表明郑州市大气主要污染物为 T S P、 N Ox 、 F D 和 S O2 。大气综合污染水平严重,但呈潜在下降趋势。并指出了其危害及治理对策。
水电站建设征地移民安置项目建设具有工期紧、任务重的特点,部分变更项目在未完善相关变更程序的情况下已进行了实施建设。这种情况导致了变更程序的混乱,由于缺乏变更文件及
光催化降解法和吸附法是去除环境中污染物的有效方法。光催化剂和吸附剂的高效性是有效去除环境中污染物的重要指标,尽量降低其成本也是环境工作者研究工作的目标之一。目前,水
语言作为人类所特有的交际工具,总是和着人类社会发展的脉搏而发展变化.改革开放20年来,我国社会的各个方面都发生了令人瞩目的变化.同时期,汉语中外来词大量涌入、经济词语
配筋混凝土砌块砌体挡土墙以其安全、经济、方便、节约在美国等国得到了广泛的应用,在我国还处于起步阶段。鉴于配筋混凝土砌体结构具有与钢筋混凝土结构类似的受力性能,本文
随着我国市场经济改革的深化和经济体制的逐步完善,公司作为最重要的商事主体的作用日益凸显.广大中小投资者亦可通过购买股票等形式进行投资,以闲置资金的利用来获取收益并
约翰·杜威(John Dewey)的职业教育思想是其整个教育理论体系的重要组成部分,并且一直深受国外学者的关注。国外学者对杜威职业教育思想研究主要基于普职融合、民主主义、
<正> 漫长的人类历史长河,曾经涌现过许多优秀的艺术之花。但是饱经沧桑传留至今而举世倾慕的石窟艺术宝库,可说已经屈指可数了。若说我国敦煌石窟确是其中当之无愧的佼佼者,
法律与道德之间的关系可谓前千丝万缕,纵观古今中外,对于道德与法律之间关系的讨论可谓形形色色。本文中,笔者试图绕过法律与道德之间联系的种类,从自然法的角度出发,探讨法
<正> 铝土矿是贵州特色矿产之一,其分布北迄遵义,南抵平坝,东达瓮安,西止织金,面积约24000平方公里。在寒武—奥陶系碳酸盐岩侵蚀面上,产于早石炭世大塘组旧司段地层中,属一