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Ca_6Bi_6O_(15)的制备及其光催化性能研究

谢军伟

   印染行业会产生大量的有机染料废水,其具有色度高、有机污染物含量高、组分复杂、毒性大、可生化性差等特点,用传统的处理技术不能将之完全除去。研究表明,光催化氧化技术作为近几十年来发展起来的一种绿色环保新技术,具有处理效率高、工艺设备简单、操作条件易控制、非选择性地降解有机污染物、无二次污染等突出优点,为有机废水的工业化处理提供了新思路和新途径,在有机染料废水治理方面有着广泛的应用前景。光催化技术的核心是光催化剂的合成及应用,而制备高效廉价的光催化剂则成为广大科研工作者的重要任务。 本文通过高温固相法,以Bi_2O_3、Ca(OH)_2为原料,在高温下进行焙烧,合成了Ca_6Bi_6O_(15)样品,并利用粉晶X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试方法对样品进行了表征。XRD以及SEM分析表明,在860℃焙烧8h时可合成纯度较高的Ca_6Bi_6O_(15)晶体,该化合物为层状结构,属于三斜晶系,空间群为P(?)(2)。XPS分析表明,所制得的样品中铋是以Bi~(3+)存在的。 以染料酸性红G模拟印染废水,利用自行设计的反应器进行光催化降解实验,在磁搅拌和紫外光照共同作用下,Ca_6Bi_6O_(15)在90min以内能将酸性红G溶液(30mg/L)完全脱色,将其中的偶氮结构、苯环和稠环结构基本被彻底破坏分解。同时实验还表明焙烧温度、时间、染料初始浓度及催化剂的投加量对光催化剂活性都有明显的影响。 对Ca_6Bi_6O_(15)悬浮体系的动力学研究表明,本实验条件下,催化剂对酸性红G的降解是一级反应,可以用L—H动力学方程描述。通过紫外可见光谱分析,对Ca_6Bi_6O_(15)降解酸性红G的机理进行了研究,讨论了其可能的降解机理。……   
[关键词]:铋酸盐;光催化降解;酸性红G;光催化剂
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:武汉理工大学2007年