可見光催化薄膜復(fù)合體系應(yīng)用于懸浮玻璃珠光催化反應(yīng)器的研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化作為一種新興技術(shù)，意在將綠色太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能、電能等，以解決全球能源危機(jī)、凈化環(huán)境，實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。目前已開發(fā)出多種新型光催化劑應(yīng)用于染料廢水的凈化，但是研究工作仍主要圍繞粉體光催化劑的制備。而開發(fā)出有效的的工藝以固定光催化劑并設(shè)計高效光催化反應(yīng)器以克服粉體光催化劑不易分離、難回收等不利因素是實現(xiàn)光催化的大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵問題。本文采用溶膠凝膠法在空心輕質(zhì)玻璃珠表面涂鍍不同光催化薄膜，應(yīng)用于懸浮玻璃珠光催化反應(yīng)器中以處

2、理模擬染料廢水。玻璃球表面形成的可見光催化薄膜厚度均勻，催化活性高;采用在溶液底部鼓泡的方式推動懸浮玻璃珠勻速轉(zhuǎn)動，使得染料廢水在催化劑薄膜表面形成均勻的液膜以充分吸收照射光，克服了染料廢水對光的屏蔽作用。本文采用的鍍膜工藝簡單易行，所設(shè)計的光催化反應(yīng)器可高效利用光照，為設(shè)計新型光催化反應(yīng)器拓展了思路。在優(yōu)化反應(yīng)器參數(shù)的基礎(chǔ)上，本文著重針對TiO2光催化薄膜的光吸收范圍窄（僅能吸收紫外光）、對反應(yīng)物的吸附性能弱等問題開展了如下研究工作:

3、
　　 (1) Bi2O3/TiO2光催化薄膜應(yīng)用于懸浮玻璃珠光催化反應(yīng)器降解染料廢水的性能
　　 采用溶膠凝膠法在空心輕質(zhì)玻璃珠表面形成均勻穩(wěn)定的Bi2O3/TiO2光催化薄膜，應(yīng)用于懸浮玻璃珠光催化反應(yīng)器中以處理甲基橙模擬染料廢水。Bi2O3的修飾顯著增強(qiáng)了催化劑對光的利用率，實現(xiàn)了可見光響應(yīng)，提高了降解效率。采用從溶液底部鼓泡以推動懸浮的玻璃珠勻速轉(zhuǎn)動的方式，使得甲基橙溶液在催化劑表明形成均勻的液膜以高效利用照射光

4、，避免了染料對光的屏蔽作用。研究表明，Bi2O3含量為1.0 mol％、氣速為0.47 m/s時，光催化活性最佳。多次使用后催化劑薄膜仍保持穩(wěn)定的催化活性。
　　 (2) Ag-AgCl/BiOCl光催化劑膜應(yīng)用于懸浮玻璃珠光催化反應(yīng)器及性能研究
　　 本文旨開發(fā)新型高效非鈦可見光催化薄膜，采用液相沉積法制備了Ag-AgCl/BiOCl薄膜。采用FESEM、XRD和UV-vis DRS等測試手段對材料進(jìn)行了表征。結(jié)果表明

5、，獲得的Ag-AgCl/BiOCl薄膜表面均勻，原位引入的Ag粒子的等離子共振效應(yīng)使得薄膜材料的可見光吸收性能獲得很大提高。將該薄膜應(yīng)用于懸浮型反應(yīng)器，對羅丹明B、甲基橙、對氯苯酚等具有優(yōu)異的降解性能。同時該催化劑薄膜性能穩(wěn)定，可多次重復(fù)使用。
　　 (3) Bi2O3/TiO2@SiO2協(xié)同吸附-降解體系應(yīng)用于懸浮玻璃珠光催化反應(yīng)器的研究
　　 通過分步鍍膜的方法開發(fā)出具有吸附-光催化協(xié)同作用的Bi2O3/TiO2@S