Snln4S8納米材料的制備及其光催化還原Cr(Ⅵ)的研究.pdf

1、六價(jià)鉻(Cr(Ⅵ))是常見(jiàn)的重金屬污染物之一，廣泛存在于染料生產(chǎn)、電鍍和皮革加工等行業(yè)生產(chǎn)廢水中。由于Cr(Ⅵ)是劇毒物質(zhì)，對(duì)人體有較強(qiáng)的致癌作用，如何經(jīng)濟(jì)有效的處理含Cr(Ⅵ)廢水受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。目前最常見(jiàn)的方法是將Cr(Ⅵ)轉(zhuǎn)化成低毒的Cr(Ⅲ)，然后在中性或者堿性條件下形成沉淀去除。最近，光催化還原法處理含Cr(Ⅵ)廢水由于有著低成本、高效率和無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)引起了科研工作者的注意。TiO2是用于光催化還原Cr(Ⅵ)研究最多

2、的光催化劑，但是由于其禁帶寬度較大，只在紫外光條件下有活性限制了其實(shí)際應(yīng)用。因此，開(kāi)發(fā)和尋找一種可見(jiàn)光響應(yīng)的高效的光催化劑來(lái)去除Cr(Ⅵ)就顯得非常有意義。本論文采用水熱/溶劑熱法合成了可見(jiàn)光響應(yīng)型的SnIn4S8光催化劑，考察了可見(jiàn)光下（λ＞400 nm）光催化還原Cr(Ⅵ)的性能。圍繞以上內(nèi)容，本論文主要開(kāi)展了以下幾方面的內(nèi)容:
　　(1)采用水熱/溶劑熱法制備了可見(jiàn)光響應(yīng)的SnIn4S8光催化劑。分別以水和乙醇作為溶劑合成了

3、立方晶型和四方晶型的SnIn4S8光催化劑。所合成的兩個(gè)樣品均表現(xiàn)出了較好的可見(jiàn)光吸收性能。可見(jiàn)光下光催化還原Cr(Ⅵ)實(shí)驗(yàn)表明，乙醇作為溶劑合成的SnIn4S8光催化劑具有更高的活性，其還原Cr(Ⅵ)的動(dòng)力學(xué)常數(shù)(0.0351 min-1)是水作為溶劑合成樣品(0.0174 min-1)的2倍左右。
　　(2)采用表面活性劑輔助溶劑熱法成功合成了花狀多孔納米結(jié)構(gòu)的SnIn4S8光催化劑。所合成的SnIn4S8樣品在可見(jiàn)光區(qū)域均具

4、有較強(qiáng)的吸收，禁帶寬度大約在2.27-2.35 eV之間。添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制備出了表面有許多均勻孔道的平均直徑為5-15μm左右的SnIn4S8花狀微球。在可見(jiàn)光下研究了花狀納米結(jié)構(gòu)的SnIn4S8光催化劑的光催化還原Cr(Ⅵ)性能。添加PVP合成的SnIn4S8樣品展現(xiàn)出了較高的光催化還原Cr(Ⅵ)去除率（可達(dá)97％）和較好的穩(wěn)定性。該樣品有較高的光催化還原Cr(Ⅵ)去除率可歸因于其較大的比表面積、優(yōu)越的電子空穴分離效率和