Bi/BiOBr复合光催化剂的制备及其太阳光催化降解典型VOCs研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aaxiongaa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,由于我国在工业生产上的迅速发展,因此其所产生的大气污染物的数量和种类在不断的增加。工业企业的规模、工艺过程、性质、原料和产品种类都会在一定程度上影响着其对大气的污染。中国的能源主要来自雨煤炭,占了67%,因此为了提近年来,挥发性有机物(VOCs)的污染控制已成为科学家研究的热点,VOCs毒性大,成份复杂,如果不加以适当的处理便向大气直接排放,必然会降低空气质量、影响人类的生存。光催化技术是一种绿色、环保、高效深度处理技术。半导体光催化技术已经被证实为一种经济和有效的VOCs污染治理方法。卤氧化铋(BiOX)是一种重要的三元结构半导体光催化剂,因其独特的层状结构、适合的禁带宽、高的化学稳定性和催化活性以及可见光响应高等特点,已成为光催化剂研究的一个新方向。因此,本研究利用溶剂热法原位合成出了Bi负载BiOBr(Bi/BiOBr)复合光催化剂,通过改变溶剂种类和溶剂热温度,实现了Bi/BiOBr复合光催化剂物理化学性能的调控,以典型VOCs—正己烷为模型化合物,进一步开展了Bi/BiOBr复合光催化剂太阳光催化降解正己烷研究,考察了溶剂种类、溶剂热温度和太阳光波段对光催化降解正己烷性能和正己烷转化机理的影响。本论文主要的研究内容和结果如下:(1)利用溶剂热法原位合成出了Bi/BiOBr复合光催化剂,通过改变溶剂种类和溶剂热温度,实现了Bi/BiOBr复合光催化剂物理化学性能的调控,进一步考察了溶剂种类和溶剂热温度对光催化降解正己烷性能的影响。研究结果表明:以Bi盐为前体物,以甲醇、乙二醇和丙三醇分别为溶剂,在140 oC、160 oC、180 oC和200 oC反应温度下,原位合成出Bi/BiOBr复合光催化剂。当以甲醇为溶剂,在所有温度下均不能得到Bi/BiOBr复合光催化剂。相反,在选取的反应温度下,以丙三醇为溶剂除了140 oC合成的催化剂不能得到Bi/BiOBr复合光催化剂,其他催化剂均能得到Bi/BiOBr复合光催化剂,且Bi的含量随着温度的升高而增大。对于乙二醇体系,只有当反应温度≥180 oC时,才能得到Bi/BiOBr复合光催化剂。正己烷降解结果表明:80min内,Bi/BiOBr复合光催化剂可以实现正己烷的完全降解。其中以乙二醇为溶剂合成的光催化剂的降解效率最高(100%),其次为丙三醇和甲醇。主要是由于乙二醇为溶剂合成的光催化剂具有合适的黏性;不同反应温度的影响结果表明:随着反应温度的提高,甲醇为溶剂合成的光催化剂对正己烷的降解效率先升高后降低,乙二醇和丙三醇为溶剂合成的光催化剂对正己烷的降解效率逐渐降低。这主要是由于甲醇为合成溶剂时,合成温度的升高可能使催化剂充分生长形成纳米片,最后温度较高时,催化剂的纳米片发生坍塌,从而影响其催化活性;乙二醇和丙三醇为合成溶剂时,合成温度的升高使得生成的Bi金属逐渐增多,从而BiOBr减少,使得降解活性下降。因此,对于合成具有高正己烷降解活性的Bi/BiOBr复合光催化剂,其最佳溶剂和反应温度为乙二醇和140 oC。(2)进一步采用过滤的方法,考察了太阳光中不同波段对Bi/BiOBr复合光催化剂降解正己烷的性能和机理的影响。研究结果表明:在全波段光照射下,Bi/BiO Br复合光催化剂对正己烷的降解效率最高(160/Gl和200/Gl催化剂40min的降解效率分别为99.3%、48.7%),其次是滤红外光(160/Gl和200/Gl催化剂40min的降解效率分别为83.3%、3.9%)和滤紫外光(160/Gl和200/Gl催化剂40min的降解效率分别为32.6%、6%)。主要原因是全光谱的能量较大,对正己烷分子的破坏力较强,而滤红外光或者滤紫外光后,缺少了部分能量,从而对正己烷分子的破坏力有所下降。进一步的自由基、产物鉴定和转化机理结果表明:在太阳光照射下,Bi/BiOBr复合光催化剂上会产生大量的超氧自由基,这些自由基会将正己烷转化为3-甲基-1-戊酮、2,2,4-三甲基-氧烷、2-甲基-3-醇-1-戊烯、3-己酮、2-己酮、3-己醇、2-己醇和1-乙基丁基-过氧化氢,并最终降解为CO2和H2O。
其他文献
目的评定高效液相色谱法测定维生素片中维生素B12的不确定度。方法维生素片中维生素B12经纯化水超声提取,经色谱柱分离,流动相等度洗脱,使用紫外检测器550 nm检测,外标法定量
数学知识包含许多抽象的概念,小学生认知能力差,思维方式以形象思维为主,使得他们在理解一些抽象的概念时存在较大的阻碍。巧妙运用“打比方”,可使情境变得生动有趣,降低问
槟榔在汉代以前是一种南方异域边缘的“异物”,其大规模内传实际上发生在吴晋之际.刘宋以后,关于槟榔嚼食的许多“异俗”逐渐成为南方本地的风习而在士人社会中流行.南北朝后
目的阐明云南剑川野鼠疫源地鼠疫菌种群的演化及其与云南省其他疫源地菌株之间的遗传进化关系。方法按不同时间、不同疫点、不同分离源,随机选取24株剑川分离鼠疫菌进行研究;采
该文首先回顾了有关中国冬季积雪的研究进展,包括中国冬季积雪的空间分布气候特征以及季节、年际和年代际变化,中国冬季降雪特征,气象因子对中国冬季积雪水量平衡的影响,外强
目的观察化合物M-286对糖基化终产物(advanced glycosylation end product,AGE)诱导视网膜血管内皮细胞(retinal microvascular endothelial cell,RMEC)凋亡的影响。方法体外培养
本文从一株产葡萄糖氧化酶(Glucose Oxidase,简称GOD)的点青霉中克隆得到了葡萄糖氧化酶编码序列,构建了高效表达、有效分泌的葡萄糖氧化酶的重组毕赤酵母生物反应器,这为开
总体战略推进教育信息化应该坚持以下工作方针:面向未来,育人为本;应用驱动,共建共享;深度融合,引领创新。
综述了国外研制的几种钝感固体火箭推进剂, 主要包括其研制单位、配方体系、性能水平以及应用等方面的内容, 另外还总结了改善固体推进剂钝感弹药响应特性的技术途径和具体措
猕猴桃是上世纪人工驯化栽培最成功的野生果树之一,猕猴桃产业对世界果业发展做出了巨大贡献。但随着猕猴桃栽培面积的扩大,病害发生及危害愈来愈重,给猕猴桃高效安全生产带来严重威胁。在众多病害中,细菌性溃疡病是栽培猕猴桃的一种毁灭性病害,但迄今尚无根治的有效办法,并成为影响猕猴桃产业发展的瓶颈问题。因此,抗(耐)溃疡病的栽培新品种选育一直是育种者研究的重点。研究表明,在野生猕猴桃资源中,毛花猕猴桃和软枣猕