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自光催化技术发现以来,利用光催化剂降解有机污染物的研究得到了迅速发展,受到了世界各国的广泛关注。但在实际应用中,目前应用最广的光催化剂 TiO2还存在着诸多缺陷:如禁带宽度较大、光生电子与空穴对易再复合、尺寸偏大等。因此,除了对 TiO2改性,开拓新的光催化材料及其改性材料也是解决此类问题的办法之一。ZnO是一种性能优异的宽带隙半导体材料,在降解某些有机物方面具有比 TiO2更高的催化活性;而BiVO4在可见光范围内具有明显的吸收,能够有效的降解有机污染物,具有良好的可见光光催化活性。 基于此,本文制备了 BiVO4和 ZnO,并结合氧化石墨高理论比表面和良好导电性的特点,分别对其进行改性,形成了两种还原氧化石墨基复合光催化剂,以亚甲基蓝和氯霉素为目标降解物,评价了所制备的光催化剂的性能。主要实验结果如下: (1)以 Bi(NO3)3?5H2O和 NH4VO3为原料,采用一锅水热法合成了单斜晶型的BiVO4纳米颗粒,其呈多面体结构,平均孔径为3.54nm,比表面积为12.2 m2/g,禁带宽度为2.31eV,具有良好的可见光吸收性能。考察了其主要影响因素,确定其最佳合成条件为:水热前驱体pH=1.2,水热反应时间9h,水热反应温度180℃。在氙灯照射下140min,对亚甲基蓝降解率达到81.3%,对氯霉素降解率达到61.6%,在可见光下表现出良好的催化降解能力。 (2)采用水热法制备了 BiVO4/rGO纳米复合光催化剂。通过其对亚甲基蓝溶液的降解,优化了水热反应条件,以XRD、FT-IR、BET、SEM等测试手段,对所制备的一系列样品进行了表征。结果表明:在 pH=7,GO掺杂量为15%,水热温度为180℃,水热时间为6h时,所制得的BiVO4/rGO样品催化效果最好。BiVO4/rGO样品的平均孔径为4.32nm,比表面为16.0 m2/g,禁带宽度为2.2eV,所制备的复合催化剂具有良好的可见光响应。在氙灯下照射140min,制得产品对亚甲基蓝的降解率可达93.2%,对氯霉素的降解率可达78.8%。 (3)以乙酸锌和氢氧化钠为原料,乙二醇为反应液,采用醇热法合成了 ZnO/rGO样品,根据其对亚甲基蓝的降解率变化曲线,确定了其最佳醇热反应条件为:反应前驱体pH=9,GO掺杂量为5%,反应温度为140℃,反应时间为6h。所制备的ZnO/rGO样品平均孔径为13.6nm,比表面为26.2 m2/g,禁带宽度为3.01eV,复合物中 ZnO直径约为200nm~1μm,长度约为3~8μm。所制备的ZnO/rGO具有良好的紫外光响应。在高压汞灯下照射120min,对亚甲基蓝的降解率可达96.0%,对氯霉素的降解率可达80.6%。