论文部分内容阅读
光化学转化是有机污染物在生态环境中有效去除的重要方式。随着我国水体环境和大气环境有机污染的日益严峻,有必要开发高效节能的光催化剂,其中可见光驱动催化剂的研发更是环境领域的重要课题。当今社会经济飞速发展,能源消耗和环境污染问题越来越突出,利用各种有效手段治理环境污染已经迫在眉睫。在越来越多的治理方法中,光催化技术由于在空气净化、废水处理、消毒杀菌等多个领域的研究和应用备受人们的重视。利用光催化剂降解有机污染物,不但能够得到有效处理,同时能不易带来二次污染。钒酸铋是一种新型可见光响应型半导体光催化剂,由于带隙相对较窄、可见光催化活性较高等优点而备受关注。因此钒酸铋光催化材料具有良好的应用前景。本研究以Bi(NO3)3 K·5H2O和NH4VO3为材料,采用水热反应合成法在一定条件(T=160℃和T=180℃, pH=2,3,4,5,6,7,8,9)制备了系列BiVO4,利用SRD、SEM、UV-Vis DRS对其结构进行性能表征,并用亚甲基蓝作为模拟物测试了BiVO4的可见光催化活性。讨论了不同温度、不同pH对钒酸铋晶体结构和光催化性能的研究,最后在钒酸铋催化条件下对2-氯代苯甲酸进行了初步的可见光降解研究。研究结果显示：水热温度、反应液pH对钒酸铋晶体结构有很大程度的影响。温度为180℃,pH为5的反应液中制备的钒酸铋在曝气和催化剂用量为1.5 g/L时其降解效率最好。XRD和SEM分析表明,pH=5时,样品为片状纯单斜相BiVO4, pH=2-4和pH=7-9时制备的是单斜相和四方相的混合相BiVO4，表明不同pH条件下制备的BiVO4样品晶型结构显著不同,其中过酸或过碱条件均不利于单斜晶型BiVO4的生成。亚甲基蓝可见光降解实验结果表明,pH为5时制备BiVO4对亚甲基蓝光解催化效果最好,可见光降解4小时后降解率高达72%左右,而pH值为2,4和9时BiVO4对亚甲基蓝的可见光催化降解率不到20.0%,说明制备溶液体系pH值显著影响BiVO4的可见光催化活性。利用最佳条件(水溶液,pH=5,T=180℃)制备的钒酸铋降解难降解物2-氯代苯甲酸,最好的降解效果为40%左右。离子液体制备的钒酸铋和掺杂稀土元素制备的钒酸铋的催化性能都没有普通制备的钒酸铋催化性能好。