论文摘要
近几年,光催化已经成为光化学反应的一个前沿领域,在处理各种生物难降解有机废水方面有很广阔的应用前景。如何制备能响应于太阳光的光催化剂和如何推广其实际应用成为了当今光催化研究的主攻方向。当前研究主要集中在以下两个方面:一、探索高比表面积光催化材料的合成方法,提高光催化剂对废水中污染物的吸附能力,从而提高光催化材料对废水中污染物的光催化降解能力。二、选择合适的且能响应于太阳光的光催化材料,为光催化氧化的实际应用化提供可能。以下是每一部分的具体内容:第一章概述了光催化氧化对废水污染物的降解机理、特点以及应用范围,并介绍了TiO2作为光催化材料的研究现状及其弊端,以及响应于太阳光的光催化剂作为潜在光催化剂的优势。最后提出了自己对光催化氧化技术的实际应用化的设想和方法。第二章在聚乙二醇/环己烷/水的水包油（O/W）乳浊液体系中,成功地合成了80 - 120 nm的CdS纳米空心球,通过XRD, SEM,TEM和UV-Vis等测试手段对该光催化剂进行了表征。本文还对其形成机理进行了初步探讨。并以亚甲基兰溶液为模拟染料废水,以太阳光为光源,研究了其光催化活性。结果表明,仅60 min亚甲基兰就几乎完全被光催化降解。第三章是利用柠檬酸络合法和固相法来制备光催化剂SrCoOx。通过XRD分析,确定合成的SrCoOx粉体具有六方晶体结构。根据样品SrCoOx的紫外漫反射分析,确定其具有良好的光吸收特性。并以碱性臧花红溶液为模拟染料废水,以太阳为光源,研究了其光催化活性。结果表明发现柠檬酸络合法比固相研磨法所制备的SrCoOx光催化活性好,光照仅4.5 h,染料降解率就达95.2%。第四章分为三部分:1.本节采用高温固相煅烧的方法制备了Bi38ZnO58光催化纳米材料。用紫外-可见分光光度计对该光催化剂的光吸收特性进行测定,发现Bi38ZnO58光催化剂在紫外光区和可见光区均有较强的光吸收特性。本实验以亚甲基兰溶液作为被降解物质,以太阳光为光源来研究该催化剂的光催化活性。测试结果表明,Bi38ZnO58光催化剂对亚甲基兰溶液具有较强的光催化降解性能,4 h就可将亚甲基兰近乎完全催化降解。而且此光催化剂也可被循环使用,循环使用5次后,Bi38ZnO58样品的晶体结构基本没变,其光催化效率仍保持在98%以上,显示出该催化剂具有良好的稳定性。2.本节在聚乙二醇/环己烷/水的乳液体系中,在超声条件下制备了砖形BiVO4微米棒光催化材料,并通过XRD、SEM、TEM和UV-Vis等测试手段对该光催化剂进行了表征。结果表明,用该法制备的由BiVO4纳米粒子构成的砖形微米棒光催化材料,在紫外和可见光区均有较强的光吸收性能。并对其形成机理进行了初步探讨。以亚甲基兰作为被降解物质,在太阳光照射下来研究其光催化活性,发现BiVO4对亚甲基兰有较强的降解作用,60 min就可将亚甲基兰近乎完全的光催化降解,这使得该光催化剂具有了广阔的应用前景。3.本节采用固相法制备了Bi20MoO33光催化材料,并通过XRD,SEM和UV-Vis等测试手段对该光催化剂进行了表征。结果表明,用该法制备的Bi20MoO33光催化剂在紫外和可见光区均有较强的光吸收性能。以亚甲基兰作为被降解物质,在太阳光照射下来研究其光催化活性,发现Bi20MoO33对亚甲基兰有较强的降解作用,8 h亚甲基兰降解率达到84%。