新型光催化劑的制備及降解染料廢水的研究.pdf

1、染料是一種較難以降解物質(zhì),對(duì)水體能夠產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。近年來對(duì)染料廢水的研究成為廢水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在眾多染料廢水處理技術(shù)中,光催化氧化法以其高效、環(huán)保、節(jié)能等突出優(yōu)點(diǎn)而越來越受到人們的重視。本論文在介紹光催化氧化技術(shù)以及國(guó)內(nèi)外對(duì)廢水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)采用光催化氧化這種新技術(shù)來處理染料廢水進(jìn)行了初步研究。
　　 釩酸鹽是一類極具潛力的光催化劑,如InVO4、BiVO4、Ag3VO4等都具有較窄的帶隙寬度,從而能夠更充分地利用

2、太陽能光催化降解污染物。本論文首先以偏釩酸鈉、硝酸鑭和硝酸鐵為原料,以硝酸鋰為熔鹽,采用低溫熔鹽法成功制備了La1-xFexVO4(x=0.00、0.05、0.10、0.20)納米粉體和具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LaFeO3納米粉體;然后通過X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)和紫外-可見分光光譜(UV-Vis)等測(cè)試儀器對(duì)樣品進(jìn)行表征;最后用所制備的納米粉體為光催化劑,以羅丹明B水溶液為對(duì)象模擬染料廢水進(jìn)行了光催化降解實(shí)驗(yàn)。采用單因素

3、實(shí)驗(yàn)的方法,考察了不同催化劑、水溶液的pH值、光催化劑的濃度對(duì)水溶液中羅丹明B降解率的影響,并初步探討了LaVO4的光催化機(jī)理,具體研究結(jié)果如下:
　　 (1)采用低溫熔鹽法合成了結(jié)晶良好的單斜晶形LaVO4納米顆粒,并探討了不同煅燒溫度、先驅(qū)體與熔鹽比例等對(duì)晶體生長(zhǎng)和發(fā)育的影響。在270℃合成的釩酸鑭納米顆粒大部分呈圓形、直徑約為20nm,還存在少量的片狀顆粒;隨著溫度的升高(340℃、400℃),得到的是形貌單一的圓形顆粒,

4、且有一定程度的長(zhǎng)大;熔鹽量的增大一定程度上抑制了釩酸鑭納米片的形成,且有利于釩酸鑭納米顆粒的生長(zhǎng);UV-Vis光譜分析表明:340℃下合成的LaVO4納米粉體具有較好的吸光強(qiáng)度。
　　 (2)采用低溫熔鹽法合成了La1-xFexVO4(x=0,0.05,0.10,0.20)連續(xù)固溶體。隨著x的增大,單斜晶形LaVO4逐漸向四方晶形轉(zhuǎn)變,伴隨著形貌由單一的圓形顆粒向納米棒、納米片轉(zhuǎn)變;在沒有引入Fe3+的情況下僅能得到單斜釩酸鑭;

5、引入Fe3+可以很好地將LaVO4穩(wěn)定在四方相,并且光催化活性得到明顯的增強(qiáng)。
　　 (3)采用單因素實(shí)驗(yàn)的方法,研究了不同的催化劑種類、水溶液的pH值、光催化劑的濃度和不同的羅丹明B溶液濃度對(duì)光催化降解率的影響,結(jié)果表明:La1-xFexVO4(x=0.20)光催化劑在pH值為4、光催化劑濃度為1g/L、處理20mg/L羅丹明B溶液達(dá)到處理效果最優(yōu)值。
　　 (4)研究表明LaVO4光催化過程是光催化和光敏化聯(lián)合作用的