【摘要】：近年來(lái),環(huán)境中大分子有機(jī)污染物的治理已經(jīng)成為環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域的的研究熱點(diǎn)之一。其中,比較有代表性的有機(jī)污染物當(dāng)屬染料,其具有的毒性及可見(jiàn)性(即使?jié)舛? ppm)等特點(diǎn),被認(rèn)為是廢水中的第一污染物。非均相光催化作為一種深度氧化技術(shù),已經(jīng)被公認(rèn)是最有前景的綠色環(huán)境處理技術(shù)之一。目前,以Ti02為代表的半導(dǎo)體多相光催化技術(shù)已經(jīng)在環(huán)境污染治理領(lǐng)域取得了較大的成效,但其較高的禁帶寬度使其僅在紫外光下具有光催化活性,這一點(diǎn)嚴(yán)重限制了其推廣和應(yīng)用。利用可見(jiàn)光(或太陽(yáng)光)催化降解有毒有機(jī)污染物一直是光催化領(lǐng)域的難題。鑒于此,本論文以利用可見(jiàn)光催化降解有機(jī)污染物為目標(biāo),選擇能帶寬度較窄,能對(duì)可見(jiàn)光響應(yīng),原料無(wú)毒、豐富的硫化亞錫(SnS)為催化劑,在可見(jiàn)光作用下,實(shí)現(xiàn)甲基橙(MO)、羅丹明B(Rh B)等染料有機(jī)物的降解。全文將從以下三大部分展開(kāi)詳細(xì)闡述:(1)分別考察了催化劑制備條件中不同因素對(duì)催化劑性能的影響,得出適宜的催化劑制備條件為:硫源為硫代乙酰胺,反應(yīng)時(shí)間為24 h,反應(yīng)溫度為200℃C,溶劑為乙二醇。同時(shí),選取兩種形貌不同的SnS催化劑用于光催化降解MO和RhB兩種染料,分析了形貌對(duì)光催化性能的影響。并對(duì)制備得到的SnS光催化劑降解污染物的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,采用單因素實(shí)驗(yàn)考察了染料類型、底物濃度、催化劑用量對(duì)SnS光催化降解反應(yīng)的影響,得到SnS光催化降解MO時(shí)光催化活性最佳,且最優(yōu)催化劑用量為15mg,MO濃度為30mg/L。(2)采用一步溶劑熱法,通過(guò)調(diào)節(jié)原料中Sn4+的質(zhì)量百分比,制備得到一系列產(chǎn)物組成不同的SnS/SnS2-A-Dp-n異質(zhì)結(jié)光催化劑,SnS為p型半導(dǎo)體,SnS2為n型半導(dǎo)體。其中,SnS/SnS2-B異質(zhì)結(jié)的光催化活性較好,在光催化降解MO反應(yīng)中,60 min時(shí),SnS/SnS2-B對(duì)MO的降解率達(dá)到83.25%,且降解反應(yīng)符合擬一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué),反應(yīng)常數(shù)為3.351×10-2min-1,均高于純的SnS和純的SnS2。其穩(wěn)定性循環(huán)測(cè)試表明,四次循環(huán)后降解率仍為76.68%,僅有6.6%的損失。SnS/SnS2-B異質(zhì)結(jié)在光催化降解MO時(shí),起主要作用的反應(yīng)活性物質(zhì)是·02-,其次是·OH,且·OH應(yīng)該是通過(guò)·O2-→H2O2→·OH路線生成的。對(duì)于MO的降解過(guò)程,首先發(fā)生的是還原反應(yīng),即在質(zhì)子(H+)的作用下,光生電子直接還原MO的N=N雙鍵,打斷N=N雙鍵后生成如4-氨基苯磺酸鈉更小的物質(zhì),隨后發(fā)生·02-和·OH兩種自由基的氧化反應(yīng),直至將所有的有機(jī)物小分子礦化為C02和H2O。(3)嘗試將SnS與導(dǎo)電高分子聚苯胺(c-PANI)材料復(fù)合形成有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料。通過(guò)質(zhì)子酸摻雜原位氧化聚合法,制備得到一系列c-PANI/SnS復(fù)合材料。將其用于MO的光催化降解反應(yīng)中,對(duì)其活性提高及SnS光蝕現(xiàn)象的改善等做出了解釋。結(jié)果表明:在光照40 min時(shí),c-PANI/SnS-2和c-PANI/SnS-0.5樣品對(duì)MO的降解率分別為83.39%和58.27%,較SnS/SnS2-B的55.98%要好。這可能是由于SnS價(jià)帶上的光生空穴遷移至c-PANI的最高占有軌道(HOMO),c-PANI最低空軌道(LUMO)上大量的電子遷移至SnS的導(dǎo)帶,促進(jìn)SnS電子-空穴對(duì)分離的同時(shí),提高了光的吸收效率;同時(shí),由于c-PANI與SnS之間形成了新的N-Sn鍵,SnS的光蝕現(xiàn)象問(wèn)題可能會(huì)得到有效的改善。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703;O643.36

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2335027