BiVO4-膨潤土光催化劑的制備及其對印染廢水處理的研究.pdf

1、近年來，國內(nèi)外眾多學者開始研究可見光響應的半導體光催化劑并將其應用于環(huán)境治理上。BiVO4在可見光照射下具有很高的光催化活性，能夠?qū)⒂袡C污染物完全礦化成H2O和CO2，同時具有穩(wěn)定性高、無毒無害等特點，是一種具有廣闊應用前景的可見光催化材料。但是BiVO4容易懸浮在水中而很難分離出來，在降解廢水的同時又會產(chǎn)生二次污染。此外，大部分有機物在光催化劑表面只有很弱的吸附，不利于光催化反應的進行。因此，可以選擇一種合適的載體，將BiVO4負載到

2、載體上，濃縮目標污染物在BiVO4附近的濃度，提高光催化降解效率，且這種復合型光催化劑能很容易從溶液中分離出來，進而實現(xiàn)光催化劑的重復利用。
　　 基于以上原因，本研究課題選用儲量豐富、層狀結(jié)構(gòu)、比表面積大和吸附性強的膨潤土作為載體，通過溶液燃燒法制備了一系列不同煅燒溫度的負載型可見光催化劑BiVO4/膨潤土，采用X射線衍射(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、透射電鏡(TEM)、比表面積(BET)、紫外-可見漫反射光譜(

3、UV-vis DRS)、能譜分析(EDS)等測試手段對復合型光催化劑的晶型、表面形貌、顆粒大小、光吸收范圍、元素組成等進行了表征。研究了BiVO4/膨潤土光催化劑對C.I?；钚运{19的吸附動力學；并研究了染液初始濃度、染液初始pH值、不同光源等因素對C.I.活性藍19降解性能的影響，論文的主要科研工作如下：
　　 (1)在三種不同煅燒溫度下制備的復合型光催化劑中，300℃煅燒的BiVO4/膨潤土光催化劑為單斜晶型，晶粒尺寸約為3

4、0nm，在可見光400～500nm處有強吸收。
　　 (2)在初始質(zhì)量濃度為15～45mg/L，溫度為298～318K時，BiVO4/膨潤土光催化劑對C.I.活性藍19的吸附動力學數(shù)據(jù)能較好的符合準二級動力學方程。表觀吸附活化能為28.75KJ/mol，說明此復合型光催化劑對C.I.活性藍19的吸附是化學吸附和物理吸附控制步驟。
　　 (3)通過在可見光下的光催化模擬實驗發(fā)現(xiàn)，300℃煅燒的BiVO4/膨潤土光催化劑具有

5、良好的光催化降解性能。當染液初始濃度為25mg/L，染液初始pH值為5.5，光催化劑投加量為50mg，400W金鹵燈照射下，120min后對C.I.活性藍19溶液的脫色率達到93.9％。光催化劑重復使用五次后未見有明顯的催化劑失活現(xiàn)象，具有回收利用價值。
　　 (4)C.I.活性藍19溶液在不同的影響因素下的光降解過程中的-ln(C/C0)～t之間均呈現(xiàn)良好的直線關(guān)系，C.I.活性藍19的光催化降解反應符合Langumuir-H