草酸协同ZrO2-(NH4)3PW12O40复合催化剂降解罗丹明B及其机理
2021-12-15冯少凡李征李静
冯少凡,李征,李静
(1.河北工业大学 土木与交通学院,天津 300401;2.中国市政工程华北设计研究总院 第一设计研究院,天津 300074)
印染废水中大分子有机染料具有一定的生物毒性,难以通过常规水处理工艺去除[1]。光催化技术具有高效、反应条件温和以及绿色环保等优点。二氧化锆(ZrO2)具有热稳定性好、耐光、腐蚀性能好等优点,但是纯ZrO2材料的光生载流子分离效率低,降低其光催化活性[2]。磷钨酸铵具有稳定的化学结构及Keggin特征,可显著影响其他半导体催化剂的催化性能[3]。本文将ZrO2与(NH4)3PW12O40相复合,制备出ZrW复合型光催化剂,并应用于草酸协同光催化降解罗丹明B(RhB)体系中,考察了催化剂种类、草酸浓度、初始pH等因素对RhB降解的影响,并探讨了草酸协同ZrW光催化技术的降解作用机制。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
氧氯化锆、氯化铵、苯醌(BQ)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、异丙醇(IPA)、氨水(25%~27%)、磷钨酸、甲基紫精(MV)、草酸、草酸铵、草酸钠均为分析纯;实验用水为超纯水。
Talos F200S场发射高分辨透射显微镜;Nova Nano SEM450场发射电子显微镜;ESCALAB 250Xi X射线电子能谱仪;Lambda 25紫外-可见漫反射光谱仪;Lambda 25 紫外可见漫反射光谱仪;CHI760E电化学工作站;UV 5800PC 紫外可见分光光度计。
1.2 ZrO2-(NH4)3PW12O40的制备
ZrO2的制备参考Cui的制备方法[4]。将ZrO2烘干后置于马弗炉中,500 ℃煅烧3 h。
将200 mg ZrO2置于40 mL超纯水中,超声分散,滴入过量的NH4Cl(按n((NH4)3PW12O40)∶n(NH4Cl)>3∶1计算),称为溶液A。将一定质量的H3PW12O40·XH2O溶于5 mL超纯水中,称为溶液B。将溶液B按照n(Zr)∶n(W)=1∶3比例缓慢滴至A中,磁力搅拌15 h。沉淀离心、清洗、烘干后,置于马弗炉中,350 ℃煅烧,退火反应2 h,冷却至室温,得到ZrO2-(NH4)3PW12O40复合材料,记为ZrW。
1.3 样品表征
采用……
