可见光照下BiOI/FeOOH复合光催化剂催化H2O2降解罗丹明B研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:owenming521
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随着染料工业的发展,染料废水成为较大的环境问题。由于染料结构稳定、组成复杂,传统的废水处理技术难以使其达到处理指标。芬顿处理法由于氧化性强、价格便宜等优点具有广阔的应用前景。但是存在药剂用量大、产生污泥多的缺点。将芬顿法与光照联用则可以弥补这种缺陷,因此,开发可见光催化类芬顿法成为目前研究的热门课题。本课题制备了BiOI及BiOI/FeOOH复合光催化剂,对其结构形貌采用XRD、SEM进行了表征。以罗丹明B溶液模拟染料废水,在可见光照下对两种催化剂催化过氧化氢降解罗丹明B的实验进行了研究,并对催化机理进行了探讨。将化学沉淀法和溶剂热制备的BiOI分别标记为BiOI-1和BiOI-2。SEM结果表明BiOI-1和BiOI-2分别呈片状和球形(粒径约为400 nm)结构。在可见光照下两种催化剂催化H2O2降解罗丹明B,在160 min内去除率别分别由44.54%和6.47%提高到99.18%和99.72%。活性物质俘获实验表明,可见光-BiOI-1/H2O2催化体系主要是·OH、h+和·O2-共同作用,可见光-BiOI-2/H2O2催化体系中主要是·OH和h+起作用。单纯BiOI存在光生电子-空穴复合率高的问题,采用半导体复合构成异质结是有效提高光生载流子分离效率的手段。采用水热回流法制备了不同比例的BiOI/FeOOH复合催化剂,SEM测试结果可见FeOOH粒子(400-500nm)均匀生长在BiOI球状结构表面。对罗丹明B催化降解实验表明,FeOOH与BiOI复合后,催化效率明显提高,H2O2用量减少。同等反应条件下,H2O2投量由1.00 mol/L降低到5.00×10-3 mol/L,罗丹明B在40 min内降解率达到99.94%。自由基俘获实验表明,在可见光-BiOI/FeOOH/H2O2催化体系中,主要是·OH和h+起作用。将FeOOH与BiOI可见光催化剂复合,在可见光作用下催化H2O2降解染料Rh B,能够提高芬顿试剂对有机物的降解效率及减少药剂用量,为染料废水处理提供了一种有效的降解方案。
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