摘要:隨著工業(yè)化社會的不斷發(fā)展,環(huán)境問題日益嚴重。尤其是工業(yè)廢水問題一直是催化降解領(lǐng)域的研究熱點。光催化與高級氧化工藝(AOPs)耦合技術(shù)因為具有高效、無選擇性、處理條件溫和等特點,被認為是一種高效的有機污染物降解技術(shù)。本文以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)表面活性劑作為模板,采用簡單的水熱法制備了鎢酸鉍(Bi2WO6)納米花。通過X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)和紫外-可見漫反射光譜(DRS)技術(shù)對其微觀形貌、晶相、表面化學(xué)元素狀態(tài)和光學(xué)性質(zhì)進行了表征。為了研究鎢酸鉍(Bi2WO6)納米花的催化性能, 在不同催化體系下降解有機污染物羅丹明B (RhB), 實驗發(fā)現(xiàn), 于vis/過硫酸鹽(PMS)/Bi2WO6體系下,40 min內(nèi)對RhB的去除率高達96.39%,明顯優(yōu)于PMS/Bi2WO6 (40 min內(nèi)去除率為38.77%)和vis/Bi2WO6 (40 min內(nèi)去除率為31.82%)體系,表明可見光照射和PMS的協(xié)同作用加速了Bi2WO6對RhB降解的催化活性。此外,還研究了催化劑劑量、PMS濃度、pH值和離子濃度等環(huán)境參數(shù)對催化體系催化性能的影響。結(jié)果表明,環(huán)境參數(shù)對vis/PMS/Bi2WO6系統(tǒng)中RhB的去除率影響不大,RhB的去除率也高達90%。相反,環(huán)境參數(shù)對vis/PMS/ Bi2WO6體系下催化降解率(K)有明顯影響,K值會隨著催化劑劑量和PMS濃度的增加而增大。在pH不同環(huán)境下,K值會隨著催化體系中pH值的升高,先增大后減小。當(dāng)催化體系中的pH = 7時,催化降解率達到最大值(0.1502 min?1)。有趣的是,體系中Cl?的存在有利于提高催化降解效率。相反,體系中CO32?的存在會明顯抑制催化降解效率。循環(huán)實驗的結(jié)果也驗證了催化劑在降解有機染料方面具有良好的穩(wěn)定性。此外,淬滅實驗和EPR測試結(jié)果表明,超氧自由基(·O?2 )和單線態(tài)氧(1O2)對有機污染物的降解起著重要作用。Bi2WO6在vis/PMS協(xié)同催化體系中的優(yōu)異催化活性得益于其顯著的可見光響應(yīng)下光催化活性和鉍離子對PMS的超強活化能力。
關(guān)鍵詞:光催化;高級氧化過程;Bi2WO6;過硫酸鹽;羅丹明B
中圖分類號:O643