新型光催化劑KSr-,2-Nb-,5-O-,15-的制備及其光催化性能研究.pdf

1、印染廢水是主要有害工業(yè)廢水之一，其主要成分是有機(jī)染料，具有成分復(fù)雜、色度高、排放量大、毒性大、可生化性差的特點。吸附、絮凝和生物處理等傳統(tǒng)工藝處理印染廢水有很大困難，因為這些處理工藝往往只是將有機(jī)染料從水溶液的形式轉(zhuǎn)換為另一種形式，未將其徹底降解。近些年，光催化氧化技術(shù)處理因為其具有高效、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點而受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，而作為光催化技術(shù)關(guān)鍵的光催化劑的研究也不斷引起了許多研究工作者的重視。 四方鎢青銅結(jié)構(gòu)化合

2、物KSr<,2>Nb<,5>O<,15>是一種常用的鐵電材料，但有關(guān)其用于光催化氧化含有機(jī)污染物廢水的研究迄今尚無任何報道。本文對其光催化降解水溶液中酸性紅G的性能進(jìn)行了研究。 本文以K<,2>CO<,3>，SrCO<,3>和Nb<,2>O<,5>為原料，采用固相法制備KSr<,2>Nb<,5>O<,15>化合物，并利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)等測試方法對樣品進(jìn)行了表征。XRD分析結(jié)果表明，1150℃焙燒2

3、小時可合成純度較高的KSr<,2>Nb<,5>O<,15>粉末晶體，其衍射峰與JCPDS卡所給出的KSr<,2>Nb<,5>O<,15>標(biāo)準(zhǔn)衍射數(shù)據(jù)幾乎完全吻合。由SEM分析可知，1150℃焙燒2小時合成的KSr<,2>Nb<,5>O<,15>有較好的結(jié)晶度，粒徑分布比較均勻，大約在1到2μm之間。根據(jù)催化劑的紫外一可見漫反射光譜分析，發(fā)現(xiàn)其吸收帶邊為385nm左右。 以酸性紅G溶液模擬印染廢水進(jìn)行光催化降解實驗，研究了光催化劑

4、的投加量、酸性紅G的初始濃度等因素對光催化降解率的影響。實驗結(jié)果表明，降解酸性紅G溶液，催化劑的最佳投加量為2.5g/L，在此投加量下，溫度1150℃焙燒2小時合成的KSr<,2>Nb<,5>O<,15>樣品降解30mg/L酸性紅G溶液，2小時后的降解率可達(dá)85％以上。反應(yīng)過程不僅可以破壞酸性紅G分子中的偶氮結(jié)構(gòu)(-N=N-)，也同樣可以分解其苯環(huán)和奈環(huán)結(jié)構(gòu)，且降解反應(yīng)為一級反應(yīng)，可以用L-H動力學(xué)方程描述。通過紅外光譜、紫外一可見光譜