Bi4MO8Br(M=V、Nb)光催化劑的制備及對(duì)水中有機(jī)污染物的降解.pdf

1、伴隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展，生態(tài)環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重，尤其是有機(jī)物的污染更為突出。大多數(shù)有機(jī)物毒性大，難降解，有機(jī)污染物的去除已成為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的重要任務(wù)。以半導(dǎo)體材料為催化劑，太陽(yáng)能為能源來(lái)消除污染物的光催化技術(shù)是近年來(lái)環(huán)保領(lǐng)域最活躍的研究熱點(diǎn)之一。當(dāng)前廣泛采用的光催化劑大多禁帶寬度較寬，只能利用紫外光降解污染物，需消耗大量能源。而太陽(yáng)光的大部分能量集中在可見(jiàn)光范圍，占47％左右。為充分利用太陽(yáng)能，實(shí)現(xiàn)光催化技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，

2、勢(shì)必要開(kāi)發(fā)具有可見(jiàn)光活性的半導(dǎo)體催化劑。屬于Aurivillius-Sillen族的鉍基化合物由于其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)是一類極具開(kāi)發(fā)和研究潛力的可見(jiàn)光型光催化劑。目前對(duì)Aurivillius-Sillen族化合物的制備方法主要為固相法，材料的形貌難以控制，而光催化劑的性能在很大程度上取決于其粒徑大小及形貌，采用水熱合成法不僅可以使溶液中反應(yīng)物的各組分均勻混合，而且可以有效的控制晶體的生長(zhǎng)，從而制備出具有特定形貌和尺寸的光催化材料。
　

3、　在此背景下，我們采用水熱法合成了新型鉍基光催化劑Bi4VO8Br，利用X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和紫外可見(jiàn)漫反射光譜(UV-Vis-DRS)對(duì)其理化性能進(jìn)行了表征，選擇甲基橙為目標(biāo)降解物來(lái)評(píng)價(jià)不同條件下合成的Bi4VO8Br在可見(jiàn)光下的光催化活性，發(fā)現(xiàn)合成材料的最佳條件為水熱pH3、反應(yīng)時(shí)間15h、反應(yīng)溫度160℃?？疾炝薆i4VO8Br在可見(jiàn)光及紫外光下對(duì)幾種農(nóng)藥和增塑劑的光催化降解性能，發(fā)現(xiàn)Bi4VO8Br對(duì)

4、不易光解的含苯環(huán)有機(jī)物具有良好的可見(jiàn)光降解效率。以五氯苯酚(PCP)為例系統(tǒng)研究了光催化過(guò)程中的各種影響因素。結(jié)果表明，樣品在可見(jiàn)光及紫外光下對(duì)PCP均具有良好的光催化活性，在催化劑量為1.0g/L，PCP溶液初始pH為5.8，初始濃度為10mg/L的條件下，經(jīng)過(guò)120min的可見(jiàn)光照射，PCP降解效率為97％，經(jīng)過(guò)20min的紫外光照射，PCP能被完全降解。通過(guò)引入電子空穴捕獲劑，證實(shí)了Bi4VO8Br對(duì)PCP的光催化降解主要依靠空穴

5、的氧化能力。
　　另外采用水熱法制備了Bi4NbO8Br光催化劑，采用XRD、SEM和UV-Vis-DRS對(duì)其晶型、形貌和光譜吸收范圍進(jìn)行了表征。以抗生素磺胺嘧啶(SDZ)為目標(biāo)降解物考察了催化劑在可見(jiàn)光下的光催化性能以及影響光催化效率的因素。結(jié)果表明，在催化劑量為1.5g/L，SDZ溶液初始pH為3，初始濃度5mg/L的實(shí)驗(yàn)條件下，Bi4NbO8Br對(duì)SDZ有最好的光催化活性，在可見(jiàn)光照射下6h，SDZ的降解率為91.4％。同時(shí)