新型復(fù)合光催化劑的構(gòu)筑、微結(jié)構(gòu)調(diào)控及其降解有機污染物研究.pdf

1、近年來，隨著人們對環(huán)境問題的日益重視，環(huán)境污染處理新技術(shù)得到快速發(fā)展。其中，光催化技術(shù)具有能耗低、無污染等優(yōu)點受到了廣泛關(guān)注。TiO2半導(dǎo)體因為具有催化活性高、化學(xué)和光穩(wěn)定性好、安全無毒等優(yōu)點而被作為一種常用的光催化劑。但是，TiO2較寬的禁帶寬度使其只能利用太陽光中少部分的紫外光，且存在難以回收利用問題，限制了其在實際中的應(yīng)用。因此，有必要尋求新型可見光響應(yīng)的光催化材料并提高其可回收利用性能。Bi2WO6半導(dǎo)體具有高活性、可見光響應(yīng)、

2、無毒等特點，近年來備受人們關(guān)注。但Bi2WO6催化劑仍然存在光生電子空穴容易復(fù)合和吸附性不足問題。為解決此問題，本論文主要進行了金屬氧化物或粘土復(fù)合Bi2WO6研究，并對其可見光催化降解有機污染物進行研究。
　　 本文首先采用簡單易行的水熱法成功合成具有分等級結(jié)構(gòu)CaWO4/Bi2WO6復(fù)合光催化劑。通過XRD、TEM、SEM、UV-vis DRS、BET、XPS等多種現(xiàn)代表征手段，分析CaWO4/Bi2WO6復(fù)合光催化劑的微結(jié)

3、構(gòu)、相學(xué)組成與表面特征之間的構(gòu)效關(guān)系。探討CaWO4/Bi2WO6復(fù)合光催化劑對有機污染物羅丹明B（RhB）和對硝基苯酚(4-NP)的光催化降解活性。與純的Bi2WO6比較，復(fù)合光催化劑對RhB和4-NP的光催化活性分別提高4.5倍和1.8倍。另外，復(fù)合光催化劑在4次光降解循環(huán)后仍能保持良好的活性。利用催化劑能帶結(jié)構(gòu)的估算，揭示復(fù)合光催化材料光催化活性增強的原因是電子空穴對的有效分離。
　　 為了進一步提高Bi2WO6催化劑的光

4、催化活性，本文通過水熱法成功合成可見光響應(yīng)的具有分等級結(jié)構(gòu)α-Fe2O3/Bi2WO6復(fù)合光催化劑。采用XRD、SEM、HRTEM、BET、XPS、UV-vis DRS等多種現(xiàn)代表征手段，分析α-Fe2O3/Bi2WO6復(fù)合光催化劑的微結(jié)構(gòu)、相學(xué)組成和光吸收等特征。α-Fe2O3/Bi2WO6復(fù)合光催化劑對有機污染物羅丹明B（RhB）和酸性紅染料呈現(xiàn)出良好的吸附性能和較高的光催化活性。通過各種活性基團的測定結(jié)果及催化劑能帶結(jié)構(gòu)的估算，發(fā)

5、現(xiàn)復(fù)合光催化材料具有高活性高吸附性的原因是α-Fe2O3和Bi2WO6的協(xié)同作用的結(jié)果。
　　 為了進一步增強Bi2WO6催化劑的吸附性，提高固液分離效率及重復(fù)利用率，本文選用累托石粘土作為載體，通過溶膠凝膠法成功合成可見光響應(yīng)的Bi2WO6/累托石復(fù)合光催化劑。采用XRD、SEM、HRTEM、BET、XPS、UV-vis DRS等多種現(xiàn)代表征手段，分析Bi2WO6/累托石復(fù)合光催化劑的層狀結(jié)構(gòu)與表面特征之間的關(guān)系。Bi2WO6

6、/累托石復(fù)合光催化劑對直接大紅(4BS)呈現(xiàn)出良好的較高光催化活性和吸附性能。復(fù)合光催化劑性能增強的原因主要歸因于Bi2WO6半導(dǎo)體的可見光吸收和累托石吸附的協(xié)同作用。
　　 最后，本文還對新型等離子體光催化材料進行了探索。以硅酸鈉和硝酸銀作為原料，采用簡單易行的微波法-光誘導(dǎo)還原和離子交換法-光誘導(dǎo)還原兩種方法分別合成可見光響應(yīng)的Ag-Ag6Si2O7等離子體光催化劑。所制備的等離子體光催化劑對目標(biāo)污染物亞甲基藍(lán)(MB)有良好