水滑石負(fù)載Bi2O3的制備、表征及其光催化性能研究.pdf

1、本文以開發(fā)禁帶寬度較窄的新型可見光催化劑為目的，以水滑石為載體、Bi2O3改性以及Pd離子負(fù)載為目標(biāo)，設(shè)計(jì)并合成了具有高效可見光響應(yīng)的催化劑Pd2+-Bi2O3/MgAl-RLDH，并對(duì)合成物進(jìn)行了表征分析，優(yōu)化了催化劑的合成條件和對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)的降解條件，研究了催化劑對(duì)MB的吸附動(dòng)力學(xué)、吸附熱力學(xué)以及光降解動(dòng)力學(xué)，并對(duì)其降解機(jī)理進(jìn)行了探討分析。研究的主要內(nèi)容如下:
　　(1)采用Bi(NO3)3·5H2O為前驅(qū)體，水滑石為載

2、體，浸漬法合成了新型可見光催化劑Bi2O3/LDHs，并通過Pd2+表面修飾對(duì)催化劑表面改性以提高其可見光催化性能;對(duì)催化劑的表面結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其組成進(jìn)行了X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外分析(FTIR)、電鏡掃描(SEM)、投射電鏡掃描(TEM)、比表面積分析儀(BET)、能量色散X射線熒光(EDX)以及電感耦合等離子體(ICP)等表征分析。
　　(2)優(yōu)化了水滑石種類、水滑石Mg/Al摩爾比、水滑石負(fù)載量、煅燒溫度、摻雜金屬陽離

3、子的種類以及摻雜離子量等光催化劑對(duì)Pd2+-Bi2O3/RLDH的合成條件的影響。通過在可見光下降解MB來考察其催化性能，探討了光照時(shí)間、pH值、MB初始濃度、循環(huán)使用對(duì)光催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在合成條件為Mg/Al摩爾比3∶1、水滑石負(fù)載量50 wt％、Pd離子摻雜量1.0％、溫度500℃煅燒5h所合成的光催化劑在MB初始濃度為10 mg/L、pH為6.85、光照4h時(shí)對(duì)MB的光降解率達(dá)到最佳效果。
　　(3)對(duì)光催化劑

4、吸附MB的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)以及Elovich動(dòng)力學(xué)模型擬合，對(duì)吸附熱力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行了Langmuir等溫線和Freundlich等溫線方程擬合，同時(shí)對(duì)光催化動(dòng)力學(xué)方程也進(jìn)行了擬合。結(jié)果表明:催化劑吸附MB過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，熱力學(xué)數(shù)據(jù)符合Langmuir等溫線方程，光催化動(dòng)力學(xué)符合表觀一級(jí)動(dòng)力學(xué)特征。
　　(4)探討了光催化劑在可見光下對(duì)MB的降解機(jī)理。結(jié)果表明:水滑石通過吸附MB分子傳遞給Bi2O3，由Bi2O3實(shí)