BiVO4/MWCNT/Ag@AgCl及SiMgAlO复合材料的制备及应用

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染料废水中包括许多对环境和人体有害的污染物。光催化和吸附作用可有效的运用于染料废水的处理。其中,光催化能有效的转化太阳能且不造成二次污染,但须进一步对传统光催化剂进行改性,增大其对太阳能的利用率,提高光催化在染料废水处理中对污染物的脱除率;吸附作为一种成本低廉、操作简单、高效的废水处理方法,可有效的应用于染料脱色。然而,须进一步合成具有高经济效益,高吸附性能,有利于回收再利用的吸附材料,并将其应用于染料废水处理中,提高吸附作用对染料废水中污染物的脱除率。本论文致力于染料废水处理中光催化剂和吸附剂的合成,对合成的材料进行了形貌、结构、组成、粒径大小的控制,并探讨了材料在染料废水处理中的应用。论文研究分为以下两个部分:(1)使用水热法合成了不同银含量的三元复合物BiVO4/MWCNT/Ag。当银质量百分数为20%时,催化剂在可见光下降解罗丹明B染料溶液性能最佳,以此三元复合物为原料合成四元复合物BiVO4/MWCNT/Ag@AgCl,用FeCl3的加入量来控制四元复合物中Ag和AgCl的比例。四元复合物BiVO4/MWCNT/Ag@AgCl的光催化效率在三元复合物BiVO4/MWCNT/Ag的基础上有所提高。且当FeC13与AgN03摩尔比为4:1时,催化剂降解罗丹明B染料溶液性能最佳。经过五次循环后,复合物依旧具有稳定的催化性能,这说明我们合成了高效稳定的光催化材料。(2)通过煅烧法合成了不同镁含量的SiMgAlO复合材料,当氧化镁含量为15%时,复合物对亚甲基蓝染料溶液的吸附效果最佳。同时,我们还探索了染料种类、吸附时间、吸附剂的投加量、吸附温度等因素对复合材料吸附性能的影响,通过等温模型计算,以单分子吸附为主的Langmuir等温方程能准确的描述SiMgAlO复合物对亚甲基蓝的脱色过程。复合物经过五次循环使用后,对亚甲基蓝的脱除率稍有降低,这说明我们合成了高效稳定的吸附材料。
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