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Z型Ag2CO3/BiOCl异质结光催化剂的制备及其可见光催化机理分析

2021-05-26郭雨灵杨汉培王立娜吴强顺

工业催化 2021年4期
关键词:催化剂

郭雨灵,杨汉培,王立娜,吴强顺

(河海大学环境学院 河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室,江苏 南京210098)

随着经济的快速发展,高浓度有机工业废水如印染废水、医药废水、重金属废水等的处理已经成为环保领域亟待攻克的难题。传统的污水处理方法如混凝沉淀、生物氧化等方法无法达到较好的处理效果,而高级氧化法(AOP)作为一种强氧化性的处理方法,能够无选择性地将难降解的持久性有机污染物氧化降解,甚至矿化为无机盐、CO2和H2O,不产生二次污染[1],包括臭氧氧化技术、电催化技术[2]、光催化技术[3]和Fenton氧化技术[4]等。光催化技术是20世纪70年代以后逐渐发展起来的新兴有机污染物降解技术,以其高效率、低成本、环境友好的特点在难降解有机废水处理过程中获得广阔的应用前景[5]。

近年来,银基材料由于其在可见光下较好的催化活性而逐渐被研究者重视,如Ag2O[12]、AgX(X=Cl,Br,I)[13-15]、Ag3PO4[16]等。碳酸银(Ag2CO3)是一种可见光响应的高效催化剂,由于其合适的带隙(2.3 eV)以及较高的价带位置(+2.92 eV),Ag2CO3经常被用来构建Z型异质结,从而保有其较强的氧化能力,并促进光生载流子的分离[17],如Ag2CO3/N-dopedgraphene[18]、Ag2CO3/Ag/WO3[19]Z型异质结以及g-C3N4/Ag2CO3/graphene oxide双Z型异质结[20]等,都表现出较高的降解效率。

本研究通过溶剂热法合成片状的BiOCl,并采用共沉淀法制备Z型Ag2CO3/BiOCl异质结复合材料,系统研究Ag2CO3/BiOCl在可见光照射下对罗丹明B的催化降解活性,优化Ag2CO3和BiOCl的最佳配比,并通过表征分析Ag2CO3/BiOCl的形貌和结构,探讨Z型Ag2CO3/BiOCl异质结的光催化降解机理。

1 实验部分

1.1 实验试剂

五水合硝酸铋、氯化钾、无水乙醇、硝酸银、碳酸氢钠,均为分析纯。……

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