發(fā)布時(shí)間：2018-04-15 01:16

  本文選題：可見光催化劑 + Sn摻雜的BiOCl�。� 參考：《河南師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：光催化氧化技術(shù)是簡(jiǎn)便高效去除廢水中有機(jī)物的一種技術(shù),在處理難降解污染物方面有極大的潛力。然而,光催化技術(shù)存在一些問題,如量子效率低,對(duì)太陽光中可見光區(qū)利用率差等,嚴(yán)重制約著光催化技術(shù)在實(shí)際廢水處理方面的應(yīng)用。因此,開發(fā)可以高效利用可見光的光催化劑是國(guó)內(nèi)外水處理領(lǐng)域的重要課題。本研究采用液相沉淀法、水熱法,并通過摻雜和負(fù)載石墨烯的手段制備出具有高效可見光活性的Sn-Bi OCl、Sn/BiOCl/RGO和Bi_2Sn_2O_7/RGO光催化劑;通過X射線衍射(XRD)、紫外可見漫反射光譜(DRS)、透射電子顯微鏡(HRTEM)、熒光光譜(PL)、比表面積(BET)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)等技術(shù)對(duì)光催化劑的晶型、微觀形貌、物理吸附性能、化學(xué)結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)、能帶結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行表征分析;通過在自然太陽光或模擬可見光下降解目標(biāo)污染物孔雀石綠(MG)、羅丹明B(Rh B)、甲基橙(MO)、橙黃-IV(OG4)、亞甲基藍(lán)(MB)或者龍膽紫(GV)等模擬廢水,來評(píng)價(jià)光催化劑的活性。本研究為以后鉍系光催化劑的開發(fā)和鉍系光催化劑在處理有機(jī)廢水方面的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)錫摻雜的氯氧化鉍可見光催化劑的制備、表征及其性能的研究:通過調(diào)節(jié)pH來合成不同性能的光催化劑,重點(diǎn)探討了合成過程中pH對(duì)于光催化劑微觀結(jié)構(gòu)以及性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,p H對(duì)該光催化劑的微觀結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)有很大的影響,pH=6時(shí)制備的Sn-BiOCl催化劑(BS-6)由納米薄片堆積而成,其比表面積最大(83.4402 m2/g);采用降解染料廢水來評(píng)價(jià)其光催化活性,BS-6展現(xiàn)出最好的光催化活性,進(jìn)一步確定最佳投加量以及最優(yōu)濃度分別為0.5 g/L和35 mg/L,另外,通過循環(huán)實(shí)驗(yàn)證明BS-6具有較好的穩(wěn)定性和循環(huán)性。(2)錫摻雜的氯氧化鉍/石墨烯復(fù)合可見光催化劑的制備、表征及其性能的研究:通過負(fù)載石墨烯的方法來提高Sn-BiOCl光催化劑的活性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,石墨烯負(fù)載量對(duì)復(fù)合光催化劑的微觀結(jié)構(gòu)和性能均有重要影響,當(dāng)RGO負(fù)載量為0.25 wt%,得到的催化劑(BG-0.25)活性最高。當(dāng)污染物初始濃度為80 mg/L,催化劑投加量為0.5 g/L時(shí),光照8 h情況下,RhB的降解率高達(dá)99%。電鏡可以觀察到,Sn-BiOCl被超聲打碎,且均勻的分布在石墨烯片層中。(3)錫酸鉍/石墨烯復(fù)合可見光催化劑的制備、表征及其性能的研究:通過水熱法成功制備出了Bi_2Sn_2O_7光催化劑(BSO)和Bi_2Sn_2O_7/RGO復(fù)合光催化劑。研究了石墨烯負(fù)載量對(duì)制備的錫酸鉍光催化劑的影響,并得出當(dāng)石墨烯負(fù)載量為20 wt%時(shí),制備出的光催化劑(BG-20)具有最優(yōu)活性,比純錫酸鉍的降解效率高出85%。并研究了BG-20對(duì)亞甲基藍(lán)和龍膽紫模擬染料廢水的降解效果,結(jié)果證明,BG-20能夠有效地去除水中的亞甲基藍(lán)和龍膽紫,模擬可見光照射120分鐘后,兩者的降解率分別達(dá)到99%和91%。另外,對(duì)制備的BSO和BG-20進(jìn)行了表征,XRD證明石墨烯負(fù)載沒有改變?cè)�有光催化劑的晶�?但使光催化劑的結(jié)晶度變?nèi)?從SEM和TEM可以看到有錫酸鉍顆粒附著在石墨烯片層上,UV-vis證明石墨烯的負(fù)載使錫酸鉍的禁帶寬度窄化(2.3 e V),另外,XPS和拉曼光譜相互佐證了石墨烯的存在,并且證明了石墨烯被成功還原。
[Abstract]:Photocatalytic oxidation technology is a simple and efficient technique for removal of organic matter in wastewater, have great potential in treatment of hard degradation of pollutants. However, the photocatalytic technology has some problems, such as low quantum efficiency in the visible region of the sun light, the utilization rate of the poor, seriously restricting the application of Photocatalytic technology in practice wastewater treatment. Therefore, development of efficient use of photocatalyst under visible light is an important research topic in the field of water treatment at home and abroad. This study adopts liquid phase precipitation method, hydrothermal method, system and means by doping and loading of graphene prepared by a high visible light activity of Sn-Bi OCl, Sn/BiOCl/RGO and Bi_2Sn_2O_7/RGO catalysts by X; X-ray diffraction (XRD), UV Vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS), transmission electron microscopy (HRTEM), fluorescence spectroscopy (PL), specific surface area (BET), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (F T-IR), X ray photoelectron spectroscopy (XPS) techniques such as crystal, light catalyst morphology, physical adsorption, chemical structure, optical properties, band structure and other aspects of characterization analysis; in the natural sun light or visible light degradation simulation of target pollutants of malachite green (MG), Luo Danming B (Rh B), methyl orange (MO), orange -IV (OG4), methylene blue (MB) or Long Danzi (GV) simulation wastewater and to evaluate the photocatalytic activity. The research for the future development and bismuth bismuth photocatalyst photocatalyst in the treatment provides a theoretical basis for the application of organic wastewater the main research contents and conclusions are as follows: (1) bismuth tin doped visible light catalyst preparation, characterization and properties of photocatalysts by regulating pH synthesis of different performance, focusing on the synthesis process of pH photocatalyst for microstructure and property. Ring. The experimental results show that P has a great effect on the microstructure of H photocatalyst and the properties of pH=6 Sn-BiOCl catalysts prepared by nanosheets (BS-6) accumulation, the largest surface area (83.4402 m2/g); the degradation of dye wastewater to evaluate the photocatalytic activity of BS-6 light show the best catalytic activity, further to determine the best dosage and the optimal concentrations were 0.5 g/L and 35 mg/L, in addition, through the experiments proved that BS-6 has better stability and cycle. (2) bismuth oxychloride / tin doped graphene composite visible light catalyst preparation, characterization and performance: to improve the photocatalytic activity of Sn-BiOCl by the method of load of graphene, the experimental results show that the graphene load of composite photocatalyst on the microstructure and properties have an important effect, when the loading amount of RGO is 0.25 wt%, the catalyst (BG-0 .25) the highest activity. When the initial concentration was 80 mg/L, adding 0.5 g/L light catalyst, 8 h, RhB degradation rate of 99%. can be observed by Sn-BiOCl electron microscope, ultrasonic broken, and evenly distributed in the graphene layer. (3) tin bismuth / graphene composite visible light catalyst preparation, characterization and performance: success by hydrothermal method to fabricate Bi_2Sn_2O_7 Photocatalyst (BSO) and Bi_2Sn_2O_7/RGO composite photocatalyst. The effects of loading on graphene tin bismuth photocatalyst prepared, and when the loading of graphene 20 wt%, light catalyst prepared (BG-20) has the best activity, the degradation efficiency than pure tin bismuth higher 85%. and studied the degradation effect of methylene blue and Long Danzi, BG-20 simulated dye wastewater results show that BG-20 can effectively remove methylene blue and Long Danzi Simulation, visible light irradiation for 120 minutes, the degradation rate reached 99% and 91%. in addition, on the preparation of BSO and BG-20 were characterized by XRD, prove that crystal graphene load does not change the original light catalyst, but the crystallization degree of photocatalyst is weak, from SEM and TEM can see a tin bismuth particles attached to graphene layers, UV-vis shows that the load of graphene to bandgap bismuth stannate narrow width (2.3 e V), in addition, XPS and Raman spectroscopy are evidence of graphene, and prove that the graphene was successfully restored.

【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703;O643.36

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本文編號(hào)：1751858