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    结  论 15

    参考文献 16

    致 谢 18

    1 前言

    染料生产和印染过程所产生的废水大量排入河流,对河流造成了严重的污染,染料废水也成为了水体主要污染源之一,降解水中的染料废物已经成为人们必须要解决的难题。对于污水的降解存在着许多的方法,主要分为化学法和生物法,两种方法各有其优势和劣势,传统的化学法虽降解效果好,但是其成本较高且会引起二次污染;而生物法虽然成本低、无二次污染,但有些污染物不易生物降解无法完全除去,因此需要寻找一种经济高效的方法来处理染料废水[1]。

    光催化作为一种新型高效的水处理技术,在生产生活中得到了越来越多的广泛运用。光催化是指在光照条件下,催化剂及其表面吸附物(如O2、H2O和被分解物质等)之间的一种光化学反应。光照条件下,催化剂被激发产生光生电子和空穴,电子具有强还原性,空穴具有强氧化性,空穴能将吸附在其表面的氧气和水氧化成羟基自由基(•HO)和超阳离子(•O2–)自由基,这些自由基具有强氧化性,能将有机物氧化成水和二氧化碳等无机物,这一降解方法具有低能耗、降解率高、操作简单、成本低廉、无二次污染等优点[2-5]。光催化剂通常为半导体材料,其中TiO2在光催化领域应用最为广泛[6-7],但是TiO2作为光催化剂具有一定的局限性,其具有较宽的禁带宽度,不能被可见光所激发而产生空穴和光生电子,只能被紫外光所激发[8]。因此,为了充分利用太阳能和便于操作,很多研究人员通过对TiO2进行改性,来寻找能被可见光激发的高效的光催化剂,其中最为普遍的方法就是制备其复合氧化物[9-11]。BiOI作为一种具有较窄禁带宽度的新型光催化剂,在可见光下能被激发产生空穴和光生电子,但是被激发的空穴和电子易重新结合在一起,无法有效的分离,使得光催化效率大大降低。经研究发现,BiOI与TiO2之间可形成异质结构,能够使得电子与空穴有效分离,提高了量子效率,同时可以扩展其可见光响应范围[12-13]。

    在光催化反应中,其光催化效率还与吸附在催化剂表面的污染物含量有关,催化剂表面吸附的污染物含量越高,其光催化效率越高[14]。凹凸棒土(Att)是一种颜色多为白色、灰白色、青灰色并具有特殊层链状结构的粘土矿物,在矿物学上属于海泡石族,其化学式为Mg5(H2O)4(Si4O10)2(OH)2·4H2O,它盛产于淮安盱眙地区。作为一种良好的载体,其晶体结构呈棒状,表面布满沟槽,比表面积巨大,同时还具有良好的化学稳定性、独特的分散性、和较低的成本等特点[15-17]。源'自:751`!论~文'网www.751com.cn

    本文通过操作简便的原位沉积法,以当地丰富的凹凸棒土为载体,使其与BiOI-TiO2半导体复合氧化物相结合,制备出新型高效的可见光复合催化剂。不同能级的半导体材料相复合,能将电子和空穴有效的分离,避免了空穴和电子的重新结合,提高了量子利用率,从而将大大改善光催化剂的催化性能。凹凸棒土良好的化学性质和巨大的比表面积改善了 

    复合光催化剂的分散性,解决了复合光催化剂的固定化问题,使半导体材料更好的复合在一起,对光催化性能的提高也有一定的影响,同时将凹凸棒土与半导体复合氧化物相结合,可以大大降低生产成本。                                                          2 实验内容

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