BiVO4的微波水热合成及其可见光催化降解染料的研究

被引量 : 0次 | 上传用户:tedious
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
水热法被广泛运用于单斜型BiVO4的合成,但水热法存在反应温度高、水热时间长、添加剂使用量大或有毒等不足。合成的BiVO4大多用于催化降解罗丹明B(RB)和亚甲基蓝(MB),且处理浓度低。水热法引入微波可以有效解决以上问题,但目前微波辅助水热法合成BiVO4的研究很少。本文以染料刚果红(CR)和茜素红S (ARS)为目标污染物,食品添加剂羧甲基纤维素钠(CMC)为分散剂,微波为热源,探索单斜型BiVO4的最佳水热制备工艺,并通过XRD、FESEM、FTIR、UV-vis表征手段来探究不同合成条件对BiVO4催化活性的影响。同时也进行了可见光催化条件优化,探讨了催化剂生长机理和染料光催化降解机制及催化剂的循环利用性能和稳定性。具体结论如下:(1)在不同工艺条件下合成了尺寸在30 nm~4 μm范围,带隙为2.35~2.41 eV之间的薄片状、T形状、鱼骨状和椭球形单斜白钨矿型BiVO4催化剂。其中,具备最佳催化活性的椭球形催化剂是在0.15 mol·L-1 Bi源,5mmol·L-1 CMC,体系pH 9,120℃微波水热90 min条件下,经400℃煅烧4h和0h制得,其平均粒径分别为50 nm和30 nm,带隙对应为2.36 eV和2.35 eV。合成条件通过改变催化剂的形貌结构和光化学特点以影响其光催化活性。(2)催化剂降解染料实验表明:降解率随催化剂用量的增加而增大;延长光照时间有利于提高催化降解率;随着染液初始浓度的增大,催化剂对CR的降解率持续降低,而对ARS的降解率先增大后减小;ARS与CR降解率在初始染液pH为6~10范围内保持稳定。优化催化条件下,不调pH值,以2.5 g·L-1为催化剂投加量,光照3 h,30 mg·L-1 CR与20 mg·L-1ARS的光催化降解率达到96%以上。(3)最佳催化剂合成和降解机理探讨显示:催化剂生长过程中发生了成核-溶解-再结晶反应和Ostwald熟化反应,CMC起到了软模板导向剂和封端剂的作用;染料光催化降解机制可能含有染料光敏氧化和半导体催化剂的非均相光催化氧化。催化过程中,O2和OH-在分离和阻止光生电子-空穴对复合中起着重要作用;CR和ARS在降解过程中可能发生了脱磺基作用。(4)催化剂连续五次循环催化效率维持在90%以上,催化前后XRD显示其无差别,催化剂循环利用性能好,抗光腐蚀强,稳定性高。本论文的研究表明,微波辅助水热制备BiVO4具有反应温度低,合成时间短,添加剂CMC用量少的优点,而且制备的催化剂在处理较高浓度染液时仍保持良好的催化降解效果。
其他文献
随着国家经济政治文化环境渐趋于宽容、开放和透明,新闻媒体逐渐被期望成为中立者和公器的新角色,促进了社会民主的深化和公民力量的提升。与此同时,公众与政府之间的频繁互
目的:总结胰源性门静脉高压症的发病机制、诊断要点和临床诊疗方法,进一步提高该病的诊治水平。方法:收集在新疆医科大学第一附属医院于2012年12月至2017年12月收治的42例胰
射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)作为一种自动识别和数据捕获技术,目前已经被列为二十一世纪最重要的十大技术之一。但是该技术在得到广泛应用及快速发展
本研究对广西的电力需求水平、电源建设规划及电网发展规划进行了详细的分析研究,在总结电网现况存在问题的基础上,结合广西电网自身能源资源状况、负荷需求,重点研究了广西
高硼合金具有自熔性,即自脱氧性,熔体流动性较好,焊缝成形美观。硼相对资源丰富,可减少W,Mo、Nb和Cr等消耗,显著降低药芯焊丝材料成本。硼合金所含Fe2B主耐磨相热稳定性好、
随着知识经济的到来,人们创造能力越来越显示其重要性,培养创新型人才已成为时代对教育的必然要求。作为肩负祖国下一代培养重任的教师,今天,很有必要重温陶行知先生博大精深
本文利用控制成本法,对燃煤电厂排放SO2造成的环境成本进行了核算。结果表明,环境成本大部分尚未得到补偿。笔者认为,目前燃煤电厂脱硫改造进度缓慢、环境污染治理效率不高的
目的探讨羌活醇提物对大鼠肝缺血再灌注损伤(hepatic ischemia reperfusion injury,HIRI)模型肝功能和抗氧化酶的影响。方法将60只Wistar大鼠分为空白组(6只)、模型组(18只)、丹参预
传统企业价值评估方法在收益不确定性上的不足,使实物期权作为一种新的定价方法在企业价值评估方面越来越重要。本文阐述了运用实物期权进行企业价值评估的理念,对传统企业评
随着我国经济的快速增长和人民生活水平的不断提高,人们对能源的需求日趋旺盛,石油也越来越贴近于大众生活。然而,经过人类上百年的开采与发掘,石油资源正在渐渐地枯竭,在国