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Fe/ZnO光催化降解亚甲基蓝性能

2021-11-30张义

精细石油化工进展 2021年5期

张 义

辽宁美亚制药有限公司,辽宁抚顺113122

染料废水具有排量大、色度高、水质复杂、生物降解不易等特点,传统的方法很难对其进行处理[1]。光催化技术是借助光催化材料,在光照的条件下,于材料表面生成光生电子-空穴对,继而发生氧化还原反应,常温下就可以使大多数不易生物降解的有机物彻底氧化分解,使有机物分解为H2O、CO2和无机盐等。该技术具有价格低廉、操作简便且效率高等优点,对降解有机污染物有明显的优势。

TiO2是公认的性能较好且被广泛应用的一种光催化剂,在紫外光下对亚甲基蓝表现出较好的降解效果[2]。但紫外光区的光能仅占总太阳能8%左右,这使得TiO2光催化降解亚甲基蓝时光能的利用率太低。为了进一步增大对总太阳能的利用率,研究者偏向于寻找可见光激发的催化剂。近年来,人们发现Cu2O/TiO2、Ag/g-C3N4、CoFeBiO4、Fe3O4@Ag3PO4/AgCl 和ZnO 改性材料等在可见光下能表现出较好的催化亚甲基蓝的性能[3-6]。

ZnO 由于光催化活性高、化学稳定性强、制备简便、具有生物兼容性等特性而成为光催化剂的研究热点之一。但ZnO 也有一定的缺点,ZnO 的禁带宽度约为3.37 eV,只有在紫外光的照射下才能发挥光催化活性,且光生电子-空穴对很容易复合,大大降低了催化效率,限制了其在光催化领域的应用[7]。因此,如何扩展ZnO 光波长响应范围,提高其可见光催化活性成为了研究的主要目标。人们寻求各种方案对ZnO 进行改性,以期提高ZnO 的光催化效率,通过对ZnO 进行过渡金属元素、贵金属元素、非金属元素掺杂以及半导体负载等方法能够克服其光生电子-空穴对易复合、量子效率低和可见光利用率低等缺点[8-10]。……

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