Gd2MSbO7(M=In,Yb,Y,Bi)的制备、表征及其可见光催化降解染料的研究

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在能源和环境危机日益加剧的今天,光催化氧化技术因其高效、清洁、无二次污染等优点而成为各国研究者的研究热点。研发能够直接利用太阳能,具有可见光响应的催化剂是这一热点中的重点。提高光催化剂的活性以及增加太阳能的利用率已成为光催化领域迫切需要解决的两大问题。  本文利用固相烧结的方法合成了四种新型的具有可见光响应的催化剂Gd2MSbO7(M=In,Yb,Y,Bi),并采用了溶胶-凝胶和水解沉淀的方法制得了掺杂氮元素的二氧化钛作为实验对比对象。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜-微区电子衍射、X射线光电子能谱以及紫外-可见漫反射图谱等手段对于合成的催化剂的结构和形貌进行了系统的表征。确定了新型催化剂的晶体机构及参数。  印染废水是工业难处理废水之一,本文采用了多种不同结构的染料如罗丹明B、亚甲基蓝、靛蓝胭脂红模拟印染废水。采用不同的催化剂在可见光下实现了对染料的降解。  采用Gd2MSbO7(M=In, Yb,Y,Bi)对罗丹明B进行了降解,对染料的浓度和总有机碳含量进行了测试,经过200 min反应,Gd2MSbO7(M=In, Yb,Y,Bi)对罗丹明B的去除率均达到了92%以上,而合成的N-TiO2对罗丹明B去除率只有17.92%。Gd2MSbO7(M=In,Yb,Y,Bi)对TOC的去除率也在88%以上,绝大部分的罗丹明B实现了矿化。通过对亚甲基蓝、靛蓝胭脂红的高效降解(去除率达97%以上)说明了Gd2MSbO7(M=In, Yb,Y,Bi)优越的光催化性能。动力学分析结果表明,Gd2MSbO7(M=In,Yb,Y,Bi)对三种染料的降解均符合一级反应动力学。  最后对三种染料的降解机理进行了分析,得出了Gd2MSbO7(M=In,Yb,Bi)对于罗丹明B、亚甲基蓝和偶氮胭脂红不同的降解机理。
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