PVP/BiOCl/BiOBr的制备及其光催化降解联苯胺性能研究
2021-04-09张龙葛建华陈羽冲丁修龙郑旭阳
张龙,葛建华,陈羽冲,丁修龙,郑旭阳
(安徽理工大学 地球与环境学院,安徽 淮南 232001)
联苯胺由于其苯环结构具有较高化学稳定性,难以自然降解[1]。常规的废水处理方法会产生大量污泥,造成二次污染[2-5];而高级氧化法的高成本连续紫外线辐射限制了其应用范围[6]。卤化氧铋系半导体材料由于其独特的层状结构,在光催化领域得到了广泛的应用[7-8]。但其对可见光的利用率低及对有机物吸附性能差,最常见策略是构造异质结提高单个半导体光催化性能[9-10];利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)良好的空间调整效应[11-12],能够有效改善催化剂的吸附性能。在本研究中,采用溶剂热法制备PVP/BiOBr/BiOCl多孔复合材料,以联苯胺为降解底物,研究复合材料的光降解效率,并结合实验结果,分析其降解机理。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
硝酸铋、氯化钠、溴化钠、乙二醇、联苯胺均为分析纯;聚乙烯吡咯烷酮(PVP),优级纯;实验用水为自制去离子水。
TD24-WS医用离心机;KQ-50DB数控超声波清洗器;JJ 124 BC电子天平;101-00BS电热鼓风干燥箱;76-2磁力加热搅拌器;PLS-LAX500长弧氙灯光源;UV-2201紫外可见吸收光谱仪;Smartlab SE X射线衍射仪(XRD);Gemin 300扫描电镜(SEM);ASAP2020氮气吸脱附仪。
1.2 光催化剂的制备
1.2.1 BiOCl/BiOBr复合材料的合成[13]将2.8 mmol 的Bi(NO3)3·5H2O超声30 min溶于 50 mL 乙二醇中,在搅拌状态下加入等摩尔质量的NaCl和NaBr,混合均匀后,转移到聚四氟乙烯高压反应釜中,放入烘箱中,160 ℃反应12 h。冷却、去离子水洗涤多次,于60 ℃下烘干,得到浅白色的催化剂BiOCl/BiOBr。
1.2.2 PVP/BiOCl/BiOBr复合材料的合成[14]将Bi(NO3)3·5H2O和0.15 g的PVP等超声30 min溶于50 mL乙二醇中,加入不同摩尔比的NaCl和NaBr,继续搅拌,转移到反应釜中,放入鼓风烘箱中,160 ℃下反应12 h。……
