复合光催化剂的制备表征及性能研究

来源 :齐齐哈尔大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:zc198926
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研究表明,光照下的半导体(如TiO2)可以将许多有机物进行降解。因此,半导体光催化降解技术在处理土壤、空气以及水中的环境污染物过程中具有很大的应用前景。然而,半导体光催化剂自身的量子效率较低,不能满足大规模实际应用的要求。因此,怎样提高光生载流子的分离率,实现光催化剂在日光下的响应,开拓半导体光催化剂更广泛的应用领域,成为了研究者们不断追求的目标。本文采用原位化学氧化聚合法,以(NH42S2O8为氧化剂将纳米TiO2颗粒表面包覆聚苯胺薄膜,然后通过静电自组装方法简单快捷地制备三种新型的复合光催化剂(α-SiW11Ti/PANI/TiO2、β2-SiW11Ti/PANI/TiO2和PW11Ti/PANI/TiO2)。分别通过红外光谱、紫外-可见光谱、X-射线粉末衍射、热重分析、扫描电子显微镜对掺杂材料的结构和形貌进行表征,通过N2吸附-脱附测定了复合光催化剂的比表面积和孔结构,将其比表面积和孔结构进行对比,进而分析其对催化活性的影响,同时测定了复合材料的水溶性。以孔雀石绿(Malachite green,MG)、亚甲基蓝(Methylene blue,MB)为模拟有机染料污染物,在紫外光照射条件下,研究复合光催化剂的用量、溶液的初始pH和溶液初始浓度三因素对孔雀石绿和亚甲基蓝的影响,并研究了复合光催化剂降解孔雀石绿和亚甲基蓝的降解动力学特征。分别找到了降解染料的最佳条件,在30W紫外光照射下,以α-SiW11Ti/PANI/TiO2为催化剂,光照120min,浓度为10mg·L-1孔雀石绿的脱色率为95.65%;以β2-SiW11Ti/PANI/TiO2和PW11Ti/PANI/TiO2为催化剂,光照120min,浓度为5mg·L-1孔雀石绿的脱色率分别为96.31%、96.57%。在光催化剂降解亚甲基蓝的最佳条件下,分别以α-SiW11Ti/PANI/TiO2、β2-SiW11Ti/PANI/TiO2为催化剂,紫外光照射120min,浓度为5mg·L-1亚甲基蓝脱色率分别为92.58%、95.71%。且三种复合光催化降解孔雀石绿和亚甲基蓝的动力学特征,符合一级反应动力学特征。
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