论文部分内容阅读
21世纪以来,随着全球性能源危机和环境污染越来越严重,很多新的处理方法走进了人们的视野,其中光催化因为简单高效得到了大家的认可。FeVO4和BiVO4是光催化性较强的新型可见光响应型固体光催化剂材料,引起了广泛关注。鉴于固体光催化剂具有良好的实际应用前景,本实验利用不同方法制备了FeVO4和BiVO4固体,并对其微观结构和形貌及其光催化性进行了研究。本实验以扑热息痛(对乙酰氨基苯酚,ACT)和亚甲基蓝为目标降解物,考察了催化剂在模拟阳光下的催化效果,主要研究内容包括以下几个方面:(1)FeVO4光催化剂的制备与性能研究。利用化学沉淀法制备了FeVO4光催化剂。通过控制煅烧温度获得不同形貌的FeVO4,得出最佳的煅烧温度,采用SEM、XRD以及XPS对FeVO4的晶相结构、颗粒相貌以及化学组成等特征进行了表征;并对其催化性进行了研究。结果表明,FeVO4光催化剂对对扑热息痛的降解率在8 h时达到了96%。(2)BiVO4光催化剂的制备与性能研究。采用水热法制备BiVO4光催化剂,在制备过程中,研究了pH、温度和合成时间对制备固体催化剂的影响。通过XRD对BiVO4的晶型结构以及颗粒相貌进行了表征。以亚甲基蓝为目标降解物探讨催化剂的光催化性,结果表明,催化剂的最佳条件为pH=2.0、水热温度为220℃、水热时间为24 h。在优化实验条件下,BiVO4光催化剂对亚甲基蓝溶液的降解率在60 min时达到了25%。(3)FeVO4/BiVO4光催化剂的制备与性能研究。水热法制备FeVO4/BiVO4异质结光催化剂。用SEM、XRD、TEM、DRS和XPS对FeVO4/BiVO4光催化剂进行结构表征分析,证明催化剂制备成功。在相同条件下的光催化实验中,当pH=7.0时对亚甲基蓝的降解效果在60 min时达到了69%,其催化性能优于同量单纯的BiVO4或FeVO4。(4)FeVO4/BiVO4光-Fenton性能研究,在该体系中分别探讨了溶液pH、H2O2浓度、FeVO4/BiVO4掺杂比以及催化剂投加量对降解率的影响。当pH=3.0、双氧水浓度为50 mg·L-1、FeVO4/BiVO4掺杂比=1:1、催化剂投加量为0.20 g,亚甲基蓝的降解率在40 min时达到了94%。并进一步对复合催化剂的稳定性进行了研究。结果表明,FeVO4/BiVO4具有良好的稳定性,重复利用3次后,均可以获得较好的降解效率。