鉍鎢氧化物的制備及其在模擬太陽(yáng)光下催化降解典型內(nèi)分泌干擾物的研究.pdf

1、20世紀(jì)90年代以來(lái)，環(huán)境內(nèi)分泌干擾物(Endocrine Disrupting Chemicals或Endocrine Disruptors，EDCs或EDs)的環(huán)境影響受到國(guó)際社會(huì)的普遍關(guān)注，它是繼“溫室效應(yīng)”、“臭氧層破壞”之后被世界公認(rèn)的第三大環(huán)境污染問(wèn)題。雙酚A(BisphenolA，BPA)是一種典型的內(nèi)分泌干擾物，它具有很強(qiáng)的雌激素干擾活性，可使人體荷爾蒙失衡，誘導(dǎo)人類乳腺癌、前列腺炎的發(fā)生，還可以導(dǎo)致嬰幼兒的性早熟，很多

2、國(guó)家和機(jī)構(gòu)已經(jīng)頒布了相關(guān)的法規(guī)。BPA主要用于合成聚碳酸酯、環(huán)氧樹(shù)脂等高分子材料，而這些材料被廣泛用作生產(chǎn)和生活用品的基礎(chǔ)原料，從而導(dǎo)致BPA在水體中大量積蓄，在國(guó)內(nèi)外的很多水體中都有BPA的檢出。因而，研究水體中內(nèi)分泌干擾物BPA的去除對(duì)維護(hù)人類的健康有重要意義。
　　 光催化氧化技術(shù)由于操作簡(jiǎn)便、能耗低、反應(yīng)條件溫和、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用在有機(jī)污染物的降解過(guò)程中。由于大部分光催化劑(如TiO2)僅對(duì)紫外光有響應(yīng)，發(fā)展

3、對(duì)太陽(yáng)光有響應(yīng)的新型可見(jiàn)光催化劑勢(shì)必成為光催化氧化技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。
　　 本文旨在制備對(duì)可見(jiàn)光有響應(yīng)的鉍鎢氧化物光催化劑，并系統(tǒng)研究其對(duì)水體中BPA的去除效應(yīng)和降解過(guò)程與機(jī)理，同時(shí)探討B(tài)PA的降解歷程。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果歸納如下：
　　 1．采用水熱合成法制備了Bi2WO6光催化劑，水熱合成過(guò)程中不同的pH對(duì)Bi2WO6的結(jié)晶度、形貌、吸光性能以及在模擬太陽(yáng)光條件下對(duì)BPA的降解效果具有不同的影響。Bi2WO6的

4、結(jié)晶度隨著pH(4→7→9→11)的變化逐漸增強(qiáng)而比表面積則呈相反的趨勢(shì)；在降解BPA的過(guò)程中，pH11條件下制備的Bi2WO6具有最高的活性，光照60min后，BPA的去除率接近100％，礦化率為86.6%。通過(guò)ESR圖譜分析及相關(guān)的羥基自由基及空穴捕捉實(shí)驗(yàn)推測(cè)，Bi2WO6光催化降解BPA以空穴氧化和O2·-氧化為主，且BPA降解歷程簡(jiǎn)單，通過(guò)4-異丙烯基苯酚、對(duì)苯二酚以及對(duì)羥基苯甲酸甲酯等最終被礦化為CO2。
　　 2．研

5、究了腐殖酸、無(wú)機(jī)陰離子、無(wú)機(jī)陽(yáng)離子以及H2O2的加入對(duì)Bi2WO6光催化降解BPA的影響。腐殖酸在有無(wú)Bi2WO6光催化劑存在的情況下都抑制了BPA的降解；Cl-，HCO3-和SO42-的引入均有不同程度的抑制作用，NO3-在低于0.5mmol/L時(shí)對(duì)Bi2WO6光催化降解BPA有促進(jìn)作用，而當(dāng)其濃度高于0.5mmol/L時(shí)則抑制BPA的光催化降解；Na+、K+、Ca2+和Mg2+由于已處于最高氧化態(tài)，對(duì)BPA降解的影響較小，不過(guò)Cu2

6、+卻具有較強(qiáng)的抑制作用，F(xiàn)e3+在濃度低于0.2mmol/L時(shí)隨著濃度增加BPA降解率下降，而當(dāng)其濃度高于0.2mmol/L時(shí)，則隨著濃度增加BPA降解率升高；少量助催化劑H2O2的加入抑制Bi2WO6光催化降解BPA。
　　 3．在pH12的條件下，水熱合成了新型可見(jiàn)光催化劑Bi3.84W0.16O6.24。研究表明，在140℃條件下，水熱反應(yīng)20h，即可得到盤狀的Bi3.84W0.16O624。通過(guò)掃描及透射電鏡分析，合成溫

7、度低時(shí)，盤狀形貌不完善；溫度過(guò)高，盤狀遭到破壞；時(shí)間過(guò)短，形貌不完善；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，盤狀形貌也遭到破壞。在模擬太陽(yáng)光輻射下，Bi3.84W0.16O6.24對(duì)BPA也具有很好的光催化活性，90min后，對(duì)BPA的去除率為99.5%，礦化率為86.0%。Bi3.84W0.16O624的降解機(jī)理與Bi2WO6類似，以空穴氧化和O2·-氧化為主，同時(shí)BPA經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的降解歷程最終礦化為CO2。
　　 4．通過(guò)兩步水熱法制備了磁載光催化劑Bi