以Mg（NO3）2·6H2O、Al（NO3）3·9H2O、Zn（NO3）2·6H2O、Bi（NO3）3·5H2O為主要原料,采用水熱合成法,制備了Bi OCl/Zn Mg Al-HTLCs光催化劑,對(duì)其進(jìn)行XRD、EDS、SEM、FT-IR、UV-Vis、TGA表征,并通過降解甲基橙（MO）實(shí)驗(yàn),探究催化劑水熱合成的p H、溶劑、溫度對(duì)其光催化性能的影響.結(jié)果表明:Zn Mg Al-HTLCs改善了Bi OCl的分散性,Bi OCl/Zn Mg Al-HTLCs能夠有效地催化去除水中的甲基橙,在p H=7.5、溶劑為水、T=140℃條件下,可見光催化活性最佳,光照60 min后對(duì)10 mg·L-1的甲基橙溶液（MO）的降解率均達(dá)到85%以上.綜合表明,Bi OCl/Zn Mg Al-HTLCs是一種具有潛在應(yīng)用前景的光催化劑. 

【文章來源】：環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2017,37(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同材料的XＲD圖(a)和EDS圖(b)

11期劉國等:BiOCl/ZnMgAl-HTLCs復(fù)合材料光催化去除水中的甲基橙衍射角范圍是10°～70°．由圖可知ZnMgAl-HTLCs的樣品衍射峰的晶面指數(shù)分別為(003)、(006)、(009)、(015)、(018)(陳偉等，2010)，表明樣品具水滑石層狀結(jié)構(gòu);制備的納米BiOCl與標(biāo)準(zhǔn)JCPDS卡片上BiOCl標(biāo)準(zhǔn)譜圖(06-0249)一致(姬磊，2015)，所得BiOCl樣品屬四方晶系，各衍射峰的晶面指數(shù)分別為(001)、(002)、(101)、(110)、(102)、(003)、(112)、(200)、(113)、(104)，無其它雜質(zhì)峰出現(xiàn)，結(jié)晶性好．催化劑BiOCl/ZnMgAl-HTLCs含ZnMgAl-HTLCs的衍射峰11．712°(003)、39．528°(015)及BiOCl的衍射峰23．98°(002)和46．09°(200)，還包含不屬于ZnMgAl-HTLCs和BiOCl的衍射峰，說明BiOCl的加入可能影響了催化劑的部分層狀結(jié)構(gòu)．BiOCl/ZnMgAl-HTLCs的EDS能譜如圖1b所示．在其表面檢測(cè)到Zn、Mg、Al、Bi、Cl、O、C元素，并且分析了各元素所占百分比，結(jié)果表明可以通過實(shí)驗(yàn)將BiOCl成功負(fù)載在ZnMgAl-HTLCs上．圖1不同材料的XＲD圖(a)和EDS圖(b)Fig．1XＲDpatters(a)andEDSpatters(b)ofZnMgAl-HTLCs，BiOClandBiOCl/ZnMgAl-HTLCs3．1．2SEM分析圖2為ZnMgAl-HTLCs、BiOCl、催化劑BiOCl/ZnMgAl-HTLCs的SEM表征圖．制備的納米ZnMgAl-HTLCs(圖2a)的全貌可見，其形貌為球狀，由較小結(jié)構(gòu)的單元納米片狀組成，尺寸為20～60nm;制備的納米BiOCl為清晰的片狀結(jié)構(gòu)，厚度尺寸為15～20nm，且部分有團(tuán)聚，分散性不好圖2ZnMgAl-HTLCs(a)、BiOCl(b)、BiOCl/ZnMgAl-HTLCs(c，d)的SEM圖Fig．2SEMimagesofZnMgAl-HTLCs，BiOClandBiOCl/ZnMgAl-HTLCs4073

大約為460nm，在390～760nm的可見光區(qū)有明顯吸收，可以響應(yīng)可見光進(jìn)行光催化反應(yīng)．3．1．5TGA分析圖3c為催化劑BiOCl/ZnMgAl-HTLCs的TGA曲線．由圖可知，BiOCl/ZnMgAl-HTLCs的TGA總失重率為33．18%，一階臺(tái)階失重率為13．83%，二階臺(tái)階失重率為19．38%．DSC顯示一階失重段樣品中組分產(chǎn)生吸熱熔融效應(yīng)，峰值溫度為234．4℃．DTG曲線表明在202．9～237．5℃樣品組分產(chǎn)生熔融失重，411．3～469．0℃樣品組分熱分解失重．結(jié)果表明，制備出的催化劑常溫態(tài)熱穩(wěn)定性較好，升溫至202．9℃時(shí)才有明顯的熔融分解失重產(chǎn)生．圖3BiOCl/ZnMgAl-HTLCs的紅外吸收?qǐng)D譜(a)、UV-VisDＲS譜圖(b)和TGA曲線(c)Fig．3FT-IＲspectrum(a)，UV-VisDＲS(b)andTGA(c)curvesofBiOCl/ZnMgAl-HTLCs3．2BiOCl/ZnMgAl-HTLCs催化劑樣品可見光催化性能分析取0．1gZnMgAl-HTLCs、BiOCl、催化劑BiOCl/ZnMgAl-HTLCs光催化降解100mL濃度為10mg·L－1甲基橙(MO)，黑暗吸附30min，可見光照射60min，考察不同材料對(duì)甲基橙去除的影響，如圖4所示．由圖4可知，催化劑BiOCl/ZnMgAl-HTLCs對(duì)甲基橙的去除率最高，去除率為88．5%，高于單獨(dú)使用BiOCl的去除率49%(Zhangetal．，2006)，對(duì)甲基橙的去除率提高了39．5%;而ZnMgAl-HTLCs對(duì)甲基橙的去除率僅為7%，可能ZnMgAl-HTLCs對(duì)甲基橙的吸附造成了甲基橙的去除．可見，BiOCl/ZnMgAl-HTLCs去除甲基橙主要是由BiOCl光催化降解引起的，同時(shí)存在ZnMgAl-HTLCs的部分吸附作用．4074

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電化學(xué)方法處理分散紅染料廢水的研究[J]. 甕青松,楊富國,阮善菊.  廣東化工. 2016(10)
[2]BiOCl/NaBiO3復(fù)合材料的原位合成及光催化性能[J]. 姬磊,于瑞敏,王浩人,陳麗鐸,汪懷遠(yuǎn).  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[3]BiOCl基光催化材料的研究進(jìn)展[J]. 王曉雯,張小超,樊彩梅.  化工進(jìn)展. 2014(01)
[4]類水滑石的制備與改性及其在聚丙烯阻燃中的應(yīng)用[J]. 楊�？�,薛中華,王百年,張志剛,李茜,李樂.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2014(02)
[5]水滑石納米材料特性及其在電化學(xué)生物傳感器方面的應(yīng)用[J]. 劉儒平,孔祥貴,岳釗,牛文成,劉國華.  化工進(jìn)展. 2013(11)
[6]高分子固體廢物基活性炭對(duì)有機(jī)染料的吸附解吸行為研究[J]. 廉菲,劉暢,李國光,劉一夫,李勇,祝凌燕.  環(huán)境科學(xué). 2012(01)
[7]Mg-Al類水滑石/二氧化鈦異質(zhì)復(fù)合納米晶光催化氧化苯的性能[J]. 陳偉,李旦振,何順輝,邵宇,黃艷,付賢智.  催化學(xué)報(bào). 2010(08)
[8]類水滑石催化氰乙酸甲酯與乙醇的酯交換反應(yīng)[J]. 邱滔,李桂勇,呂新宇.  石油化工. 2008(03)

碩士論文
[1]水滑石負(fù)載Bi2O3的制備、表征及其光催化性能研究[D]. 帥麗.中南大學(xué) 2013
[2]ZnMgAl類水滑石及其改性材料的制備和性能研究[D]. 李娜.華南理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3571225