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新型复合光催化材料对水体中难降解污染物的作用研究(2)

时间:2019-08-30 12:55来源:毕业论文
现有研究表明,复合光催化剂可有效提高对光能的利用,减少光生电子的复合,表现出优于单纯BiOI的催化性能[8],碳纳米管(CNTs)一经发现,便在各个领


现有研究表明,复合光催化剂可有效提高对光能的利用,减少光生电子的复合,表现出优于单纯BiOI的催化性能[8],碳纳米管(CNTs)一经发现,便在各个领域掀起了研究热潮,并且以其独特的一文结构成为新型的催化剂载体[9,10];目前将TiO2[11]、CdS[12]、ZnS[13]、WO3[14]等半导体光催化剂与CNTs复合的研究表明,复合光催化剂能有效降解各种有机物,而且将BiOI与CNTs复合组成新型复合光催化剂进行污水处理降解效果会更好。本研究采用沉淀法制备BiOI和BiOI/CNTs复合光催化剂[15,16],研究BiOI/CNTs复合光催化剂对水体中难降解污染物的作用,探讨在不同因素影响下对亚甲基蓝的光催化降解效果,考察底物浓度、光照强度、催化剂用量、作用时间等一系列因素对催化剂光催化活性的影响,目的是为其在工业处理废水的工艺条件提供理论依据。
1 实验部分
1.1 主要实验材料及器材
材料:亚甲基蓝、H2O2 、BiOI/CNTs复合物  
器材:电子天平(AR224CN型)、扫描电镜(JSM-670型)、X射线粉末测试仪(BR-AXS-D8-A型)、恒温磁力搅拌器(CLA型)、H1850R台式高速冷冻离心机、723可见光分光光度计(V5000)
1.2 光催化剂的制备
1.2.1 沉淀法制备BiOI
    将9.7g五水合硝酸铋溶于20mL蒸馏水和20mL乙酸的混合液中,得A溶液。将50mL蒸馏水、50mL乙醇和10mL油酸混合液中加入2.7g乙酸钠和3.3g碘化钾,得B液。在室温下,将A液逐滴滴入B液中,出现红色沉淀。继续搅拌2小时后,离心,将所得沉淀物用蒸馏水和无水乙醇充分洗涤,60℃干燥箱内干燥,得深红色粉末。再将干燥后的粉末转移至马弗炉300℃煅烧2.5h和5h,得BiOI粉末。
1.2.2 BiOI/CNTs复合光催化剂的制备
     由于购买的CNTs之间易团聚且具有疏水性,不利于和BiOI的结合,所以要对CNTs进行一系列纯化和修饰,以增加其分散性和疏水性,使BiOI定向沉淀于CNTs。将9.7g五水合硝酸铋(Bi(NO3)3•5H2O )溶于20mL蒸馏水和20mL乙酸(AR)的混合液中,加入0.4g上述处理后粘附少量的铋盐的碳纳米管,得A溶液。在50mL蒸馏水、50mL乙醇和10mL油酸混合液中加入2.7g乙酸钠和3.3g碘化钾,得B液。
在室温下,将A液逐滴加入B液中,持续搅拌2小时,再离心,将所得沉淀用蒸馏水和无水乙醇充分洗涤,置于60℃干燥箱内干燥,得到黑红色粉末。再将干燥后的粉末转移至马弗炉,与300℃下煅烧2.5小时,得到BiOI/CNTs复合物。
1.3 光催化剂结构和性能表征分析
1.3.1 XRD分析
通过D8 ADVANCE 型X-射线粉末衍射(XRD)仪(德国布鲁克公司)测定制备的BiOI/CNTs复合物的结构特征。实验条件:Cu:Ka为辐射源;管电压:40 kV;管电流:40 mA;扫描速度:3°/min;分析范围:5°-70°。 新型复合光催化材料对水体中难降解污染物的作用研究(2):http://www.751com.cn/shengwu/lunwen_38674.html
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