本文關(guān)鍵詞：可見光催化劑釩酸鉍的制備及特性研究　出處：《天津科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 釩酸鉍 水熱合成法 見光催化 亞甲基藍(lán) 2-氯代苯甲酸

【摘要】：光化學(xué)轉(zhuǎn)化是有機污染物在生態(tài)環(huán)境中有效去除的重要方式。隨著我國水體環(huán)境和大氣環(huán)境有機污染的日益嚴(yán)峻,有必要開發(fā)高效節(jié)能的光催化劑,其中可見光驅(qū)動催化劑的研發(fā)更是環(huán)境領(lǐng)域的重要課題。當(dāng)今社會經(jīng)濟飛速發(fā)展,能源消耗和環(huán)境污染問題越來越突出,利用各種有效手段治理環(huán)境污染已經(jīng)迫在眉睫。在越來越多的治理方法中,光催化技術(shù)由于在空氣凈化、廢水處理、消毒殺菌等多個領(lǐng)域的研究和應(yīng)用備受人們的重視。利用光催化劑降解有機污染物,不但能夠得到有效處理,同時能不易帶來二次污染。釩酸鉍是一種新型可見光響應(yīng)型半導(dǎo)體光催化劑,由于帶隙相對較窄、可見光催化活性較高等優(yōu)點而備受關(guān)注。因此釩酸鉍光催化材料具有良好的應(yīng)用前景。本研究以Bi(NO3)3 K·5H2O和NH4VO3為材料,采用水熱反應(yīng)合成法在一定條件(T=160℃和T=180℃, pH=2,3,4,5,6,7,8,9)制備了系列BiVO4,利用SRD、SEM、UV-Vis DRS對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行性能表征,并用亞甲基藍(lán)作為模擬物測試了BiVO4的可見光催化活性。討論了不同溫度、不同pH對釩酸鉍晶體結(jié)構(gòu)和光催化性能的研究,最后在釩酸鉍催化條件下對2-氯代苯甲酸進(jìn)行了初步的可見光降解研究。研究結(jié)果顯示：水熱溫度、反應(yīng)液pH對釩酸鉍晶體結(jié)構(gòu)有很大程度的影響。溫度為180℃,pH為5的反應(yīng)液中制備的釩酸鉍在曝氣和催化劑用量為1.5 g/L時其降解效率最好。XRD和SEM分析表明,pH=5時,樣品為片狀純單斜相BiVO4, pH=2-4和pH=7-9時制備的是單斜相和四方相的混合相BiVO4，表明不同pH條件下制備的BiVO4樣品晶型結(jié)構(gòu)顯著不同,其中過酸或過堿條件均不利于單斜晶型BiVO4的生成。亞甲基藍(lán)可見光降解實驗結(jié)果表明,pH為5時制備BiVO4對亞甲基藍(lán)光解催化效果最好,可見光降解4小時后降解率高達(dá)72%左右,而pH值為2,4和9時BiVO4對亞甲基藍(lán)的可見光催化降解率不到20.0%,說明制備溶液體系pH值顯著影響B(tài)iVO4的可見光催化活性。利用最佳條件(水溶液,pH=5,T=180℃)制備的釩酸鉍降解難降解物2-氯代苯甲酸,最好的降解效果為40%左右。離子液體制備的釩酸鉍和摻雜稀土元素制備的釩酸鉍的催化性能都沒有普通制備的釩酸鉍催化性能好。
[Abstract]:Photochemical transformation is an important way to remove organic pollutants effectively in the ecological environment. With the organic pollution of water environment in China and the atmospheric environment is becoming increasingly serious, it is necessary to develop efficient photocatalyst, which developed visible light driven catalyst is a more important task in the field of the environment. The rapid development of social economy, energy consumption and environmental pollution the problem has become increasingly prominent, take various effective means to control environmental pollution is imminent. In the management of more and more methods, photocatalytic technology in air purification, wastewater treatment, research and application in many fields such as sterilization much attention. By using the photocatalytic degradation of organic pollutants, not only can be treated effectively, at the same time not easy to bring two pollution. Bismuth vanadate is a new type semiconductor photocatalyst response to visible light, because the band gap is relatively narrow, The visible light photocatalytic activity and high concern. Therefore bismuth vanadate photocatalyst has good application prospects. This research is based on the Bi (NO3) 3 K - 5H2O and NH4VO3 as materials, synthesized by hydrothermal reaction method under certain conditions (T=160 DEG and T=180 DEG C, pH=2,3,4,5,6,7,8,9) prepared a series of BiVO4. The use of SRD, SEM, UV-Vis, DRS characterization of the structure, and using methylene blue as mimics the photocatalytic activity of BiVO4 was tested. Discuss the different temperature of bismuth vanadate crystal structure and photocatalytic properties of different pH, finally in bismuth vanadate catalytic conditions on 2- chlorobenzoate a preliminary study on visible light degradation. The results showed that the temperature of hydrothermal reaction solution, pH has great influence on the bismuth vanadate crystal structure. The temperature is 180 DEG C, pH reaction liquid 5 in preparation of bismuth vanadate by aeration and catalyst amount was 1.5 g/L The best degradation efficiency of.XRD and SEM analysis showed that pH=5, the sample sheet pure monoclinic phase of BiVO4, pH=2-4 and pH=7-9 are prepared monoclinic and tetragonal phase mixed BiVO4, showed that under different pH conditions for BiVO4 sample crystal structure by different generation in acid or alkali conditions is not conducive to the monoclinic BiVO4. The experimental results show that the photocatalytic degradation of methylene blue, pH 5 preparation of BiVO4 of methylene blue solution best catalytic effect, visible light degradation after 4 hours of degradation rate is as high as 72%, while the pH value was 2,4 and 9 BiVO4 on the photocatalytic degradation rate of methylene blue is not 20%, illustrate the solution preparation system pH value significantly affect the photocatalytic activity of BiVO4. The optimum conditions (water solution, pH=5, T=180 C) bismuth vanadate degradation preparation of refractory 2- chlorobenzoate degradation, the best is about 40%. Ionic liquid preparation The catalytic performance of bismuth vanadate prepared by bismuth vanadate and the rare earth doped bismuth vanadate has no better catalytic performance than the common bismuth vanadate.

【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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本文編號：1394873