新型納米鎢酸鉍制備及可見光催化降解水中有機(jī)污染物的研究.pdf

1、納米鎢酸鉍(Bi2WO6)具有可見光催化活性，是一種新型光催化劑，在難降解有機(jī)廢水處理中極具開發(fā)應(yīng)用前景。本文采用水熱法成功地制備出了負(fù)載型納米Bi2WO6/AC、花瓣形納米Bi2WO6兩種光催化劑，通過X射線衍射儀(XRD)、電子掃描電鏡(SEM)等手段對(duì)其晶型、粒徑、表面形貌等進(jìn)行了表征。以脫色率(降解率)和COD的去除率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，系統(tǒng)研究了上述兩種催化劑在可見光照射下催化降解染料羅丹明B、鄰硝基苯酚的性能和操作條件，并對(duì)其動(dòng)力學(xué)

2、進(jìn)行了分析，從而為負(fù)載型納米Bi2WO6/AC和花瓣形納米Bi2WO6光催化劑的制備和在難降解有機(jī)廢水實(shí)際處理工程中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。研究結(jié)果表明： 1.負(fù)載型納米Bi2WO6/AC的表征：Bi2WO6/AC的XRD圖譜表明，負(fù)載在AC上的Bi2WO6晶型為鎢鉍礦，理論粒徑為8-12nm；負(fù)載量為10.23％；該催化劑的最佳焙燒溫度為400℃。Bi2WO6/AC的SEM圖表明，Bi2WO6非常均勻地負(fù)載在活性碳的空隙中，呈花

3、瓣形精細(xì)結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積。 2.負(fù)載型納米Bi2WO6/AC在可見光下降解羅丹明B:在可見光照射、進(jìn)水濃度為1×10-4 mol·L-1，pH值為6.0、催化劑加入量為10.0g·L-1的最佳條件下，反應(yīng)60min時(shí)，羅丹明B的降解率達(dá)到了99.4％。動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)載型納米Bi2WO6/AC對(duì)羅丹明B的光催化降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Langmuir模型，表觀反應(yīng)速率K1和吸附平衡常數(shù)K2分別為1.177×10-5 M

4、 min-1和1.610×10.M-1。 3.負(fù)載型納米Bi2WO6/AC在可見光下降解鄰硝基苯酚：在可見光照射、進(jìn)水濃度為10.mg·L-1、pH值為5.0、催化劑加入量為5.0g·L-1的最佳條件下，反應(yīng)60min時(shí)，鄰硝基苯酚的降解率高達(dá)99.81％。動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，負(fù)載型納米Bi2WO6/AC光催化劑對(duì)鄰硝基苯酚的光催化降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Langmuir-Hinshelwood模型。相同實(shí)驗(yàn)條件下鄰硝基苯酚的COD

5、去除率顯著低于其光催化降解率?；厥赵偕?400℃下焙燒2h)的催化劑仍然具有較高的光催化活性。 4.花瓣形納米Bi2WO6/AC的制備及在太陽光下降解羅丹明B:XRD、SEM和Raman光譜分析表明，該催化劑為鎢鉍礦，以二次結(jié)晶的花瓣形聚合體存在，在306.13nm、722.21nm和794.84nm有一定的吸收，有利于提高對(duì)太陽光的利用率。在太陽光照射、催化劑加入量為1.0g·L-1、進(jìn)水濃度為15mg·L-1、的條件下，反應(yīng)