KNb-,3-O-,8-的制備、摻Cu改性及其光催化降解酸性紅G的研究.pdf

1、光催化氧化技術(shù)具有高效、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，是一種極富吸引力的水深度處理的新方法，在染料廢水處理方面有很好的應(yīng)用前景。 近年來，隨著半導(dǎo)體光催化劑的不斷深入研究，有關(guān)類鈣鈦礦的光催化性能也引起了人們的廣泛的關(guān)注。層狀結(jié)構(gòu)的類鈣鈦礦化合物具有很多有趣的化學(xué)性質(zhì)，具體表現(xiàn)在插層、離子交換、光催化、電化學(xué)等方面，并且它們的活性也因?qū)娱g的分子或離子的不同而改變。在層狀鈮酸鹽化合物中，KNb3O8更多的被人們所研究的是其發(fā)光性能，對其

2、光催化性能的研究甚少。本論文對KNb3O8光催化降解污染有機(jī)物的研究主要進(jìn)行了以下三個(gè)方面的探討： (1)以K2CO3和Nb2O5為原料，采用固相法制備KNb3O8粉體，并通過SEM、XRD等手段對其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了表征；XRD和SEM檢測結(jié)果表明：發(fā)現(xiàn)該法在900℃煅燒2h時(shí)可合成純度較高的KNb3O8粉末晶體，其晶粒較為均勻，顆粒尺度相近，顆粒粒徑約在1～2μm之間。 (2)在KNb3O8光催化降解酸性紅G溶液的研究中

3、，分析考察了催化劑的投加量、反應(yīng)物的初始濃度等因素對光催化降解的影響，并進(jìn)行了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析。另外，通過紫外-可見光譜掃描等分析方法，探討了酸性紅G的降解機(jī)理。實(shí)驗(yàn)研究表明：在溫度900℃，煅燒時(shí)間2h條件下制得的KNb3O8微粒光催化活性較好；對于濃度低于30mg/L的溶液，2h后其降解率可達(dá)97％。濃度為50mg/L的酸性紅G溶液的降解率也可達(dá)87.03％；光催化活性與溶液初始濃度成反比；動(dòng)力學(xué)研究表明，本實(shí)驗(yàn)條件下，KNb3O8

4、對酸性紅G的降解是一級反應(yīng)，可以用L-H動(dòng)力學(xué)方程描述；盡管酸性紅G自身也存在少量的光降解，但其完全降解主要是由于KNb3O8的光催化作用，也并非吸附所造成。 (3)對光催化劑的改性方面進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)摻雜少量Cu能有效提高KNb3O8光催化性能，并且研究了其對酸性紅G降解的動(dòng)力學(xué)規(guī)律及其降解機(jī)理。XRD和SEM檢測結(jié)果表明：低濃度摻雜(≤0.3wt.％)并沒有改變KNb3O8的結(jié)構(gòu)。降解實(shí)驗(yàn)表明，最佳摻銅比為0.3wt.％，其