鹵氧化鉍磁性光催化劑的制備及其催化活性研究.pdf

1、半導體光催化技術已經(jīng)成為開發(fā)新能源及解決環(huán)境污染問題的有效方法之一。然而半導體光催化劑在實際應用中難以回收再利用，或回收成本過高，失去回收價值，甚至可能因催化劑的回收不徹底造成二次污染。磁性光催化劑，賦予光催化劑一定的磁學性能，使其在保持較高的光催化活性下，通過外加磁場可以有效的實現(xiàn)回收再利用，既實現(xiàn)了資源的再利用又保護了環(huán)境，具有重要的現(xiàn)實意義。
　　鹵氧化鉍因其具有獨特的電子結構和禁帶結構，具有較高的光催化活性和穩(wěn)定性，在污染

2、物降解機理的理論研究和水處理實際應用中具有很大的研究價值。本論文以錳鋅鐵氧體為磁性基體，以具有較高光催化活性的鹵氧化鉍為催化劑的活性組分，制備出具有磁性的鹵氧化鉍/錳鋅鐵氧體光催化劑，并對其光催化活性進行了研究。
　　采用浸漬焙燒法制備出BiOCl/MnxZn1-xFe2O4磁性光催化劑。通過IR、XRD、SEM、DRS和VSM等測試手段對所制備的磁性光催化劑進行結構和性能的表征，結果表明：MnxZn1-xFe2O4的存在抑制了B

3、iOCl沿001晶面方向生長并促使BiOCl的110晶面生長；BiOCl/MnxZn1-xFe2O4是由表面光滑、大小均一厚度為200-500nm的納米片組裝成的類似花瓣狀的微球體；BiOCl/MnxZn1-xFe2O4不僅在紫外光區(qū)域響應增強，而且可以響應可見光區(qū)，帶隙為2.48eV，吸收帯邊增大到550nm，發(fā)生明顯紅移；比飽和磁化強度Ms為4.64 emu.g-1、矯頑力Hc為50.12G，具有較好的抗退磁能力，有利于磁性光催化劑

4、的重復利用。通過單因素實驗分析了質(zhì)量比、pH值、反應時間、焙燒溫度對磁性光催化劑催化活性的影響。通過正交實驗得到了其最佳制備工藝條件：質(zhì)量比為15％，焙燒溫度為200°℃，pH為1.5，反應時間為2h。制得的磁性光催化劑降解模擬廢水羅丹明B在30min內(nèi)光催化降解率達到99.6%；在外加磁場作用下循環(huán)使用5次光催化降解率仍然超過83%，證明該催化劑具有較好的穩(wěn)定性和重復使用性。
　　以錳鋅鐵氧體為磁性基體制備了BiOI/ MnxZ

5、n1-xFe2O4磁性光催化劑，結合XRD、SEM和DRS等測試手段分析了錳鋅鐵氧體與BiOI的質(zhì)量比、焙燒溫度、醇水環(huán)境、表面分散劑的類型等因素對磁性光催化劑催化性能的影響。結果表明，當質(zhì)量比為25%時，在4h內(nèi)對羅丹明B的光催化降解率最高為59.2%，過量或不足的錳鋅鐵氧體都會導致光催化活性的降低，并進一步分析了在低質(zhì)量比時光催化活性降低的原因；通過XRD表征得到當焙燒溫度為400℃時磁性光催化劑中的主要活性成分發(fā)生轉變，光催化活性