Vis/LaFeO3/PDS复合高级氧化体系降解亚甲基蓝的机制
2021-12-06张连科李玉梅韩剑宏
张连科,王 畅,李玉梅,樊 健,孙 鹏,韩剑宏
(内蒙古科技大学能源与环境学院,内蒙古 包头 014010)
LaFeO3是典型的钙钛矿型氧化物[1],具有独特的光、电、磁学性能及耐酸碱、耐高温等特性,在催化剂、光分解水制氢、电化学器件、燃料电池等方面有着广泛的应用[2]。作为磁性半导体材料,不同方法合成的LaFeO3的禁带宽度(Eg)基本在2.01~2.24 eV 之间,是一种便于磁回收和重复利用的可见光(Vis)响应型催化剂。然而LaFeO3价带电势(EVB)在2.10 eV左右,单独用于废水处理时除电子-空穴易于复合外,还因无法产生氧化能力较强的活性物质,使其在难降解有机污染物的处理领域中应用受限。

本研究以LaFeO3为催化剂,利用其窄带隙半导体的可见光催化能力和作为过渡金属复合氧化物对过二硫酸盐(PDS)的激发能力,构建Vis/LaFeO3/PDS复合高级氧化体系,探究复合体系对亚甲基蓝(MB)的降解机制,为复合高级氧化体系协同作用机制的研究提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验试剂
试验所用试剂均为AR级,试验所用去离子水均为自制,电阻率为18.25 MΩ·cm。
1.2 LaFeO3的制备
称取0.01 mol硝酸铁、0.01 mol硝酸镧分别溶于20 mL的去离子水,磁力搅拌使其完全溶解。将硝酸镧溶液倒入硝酸铁溶液中,充分混匀后,加入0.03 mol柠檬酸,磁力搅拌使其完全溶解。将混合溶液在70 ℃水浴下每隔10 min用超声波辅助处理10 min,反复操作4次后继续在70 ℃水浴中加热并机械搅拌至形成溶胶。将所得溶胶置于105 ℃的干燥箱中干燥24 h形成黄褐色干凝胶。将此干凝胶研磨成粉末状后置于管式炉中,以10 ℃/min的升温速率升至600 ℃,以氮气作保护气烧结2 h,得到目标材料LaFeO3。……
