BiOCl

BiOCl光催化降解MB染料废水的研究

作者:毛晓明

来源:《科技创新导报》2013年第10期

摘要:该实验制备了BiOCl光催化剂,并对其进行了XRD、TEM、HRTEM和DRS表征。结果表明所制得的BiOCl呈高纯单相,且具有层状结构,其带隙为3.19 eV。该催化剂对亚甲基兰(MB)具有良好的光催化活性,模拟太阳光照射60 min后,7 mg/L MB完全降解。机理研究表明羟基自由基在MB光催化降解过程中起主要作用。

关键词:BiOCl MB 光催化活性羟基自由基

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)04(a)-0-02

近年来,半导体光催化剂用于处理废水中有机污染物的研究被广泛报道[1]。作为一种具有正方氟氯铅矿结构的重要的V-VI-VII族三元半导体,氯氧铋(BiOCl)逐渐成为人们的研究热点[2-3]。BiOCl光催化剂具有一些特定的性质,如层状结构、良好的光吸收性质及电磁性质[4],这些性质使得我们相信BiOCl可以在染料废水处理中表现出良好的光催化活性。在该研究中,制备了具有层状结构的BiOCl光催化剂。作为一种p型半导体,BiOCl的带隙为3.19 eV。由于亚甲基兰(MB)是一种典型的存在于纺织废水中的有机染料,且其浓度便于通过光学吸收光谱法测定,因此在该文中以MB溶液作为目标物,对BiOCl的光催化活性进行了研究。结果表明在模拟太阳光照射下,BiOCl可以高效的降解MB;同时通过捕获剂实验,对MB的降解历程进行了研究。

1 实验方法

1.1 样品制备

实验所用原料为:NaBiO3·2H2O,分析纯,国药集团化学试剂有限公司;无水乙醇,分析纯,国药集团化学试剂有限公司;亚甲基蓝(methylene blue,MB),分析纯,天津市光复精细化工研究所;盐酸,分析纯。

称取3.160 g NaBiO3·2H2O分散于40 mL无水乙醇中,逐滴加入1.2 M盐酸溶液40 mL,得到白色沉淀。继续反应1 h后静置,分离,并用无水乙醇和去离子水洗涤该白色沉淀三次,在室温下干燥并研磨。

1.2 表征

采用DX-2700型X射线衍射仪分析催化剂的物相,Cu Kα射线,衍射角度为10°

1.3 光催化活性测定

在自制的150 mL圆柱状反应器中进行MB溶液的光催化反应,所用光源为XQ350W模拟太阳光,其照度为120 klx。配制7 mg/L 的MB溶液,并取该溶液100 mL,加入催化剂0.0200 g,避光搅拌1 h。吸附平衡后,开启模拟太阳光,隔一定时间取样4 mL,离心分离(10000

r/min,4 min),用Cary50分光光度计测定上清液在664 nm处的吸光度,根据朗伯-比尔定律计算溶液浓度变化。光催化降解率=(C0-Ct)/C0 ×100%(C0为达到吸附-脱附平衡后亚甲基蓝溶液的初始浓度,Ct为t时刻的浓度)。

2 结果与讨论

2.1 晶相及形貌分析

图1(a)为样品BiOCl的X射线衍射(XRD)谱。由图可见,BiOCl所有的特征衍射峰都与四方晶系BiOCl标准卡片(PDF NO.73-2060)相吻合,未发现其它晶相结构和杂质的XRD峰,说明合成了高纯的单相BiOCl。2θ=12.04 °、25.93 °、32.58 °和33.56 °处的衍射峰对应于BiOCl(001)、(101)、(110)和(102)晶面的特征衍射峰,同时尖锐的衍射峰表明BiOCl的结晶程度较完整,晶粒较大。图1(b-c)为BiOCl的透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)照片。由图1(b)可见BiOCl呈均匀的片层结构,样品结晶度较高,颗粒分散良好,晶粒之间没有明显的团聚现象。HRTEM照片(图1c)显示样品的晶面间距为0.344 nm,可指标为BiOCl(101)晶面。

推荐阅读

BiOCl纳米片的制备及光催化性能研究
2015 BiOCl 纳米片的制备及光催化性能研究陆光,王新洋,马国辉,王菲 (...
BiOCl
龙源期刊网 BiOCl 光催化降...
BiOCl光催化机理
BiOCl 光催化剂是典型的 p 型半导体, 具有较宽的禁带宽度 3.02~3....
BiOCl纳米片微球的制备及其形成机理
大量纳米片交织在一起, 形成开放的微孔 刘红旗 等: BiOCl 纳米片微球的制备及其形成机理 131 (a) (b) (e) (c) (d) 图2 不同 pH 值......
三维BiOCl花状纳米材料的合成及其光催化性能研究
Keywords Semiconductor, BiOCl, Nanomaterials, Solvothermal Method, Photocatalysts 三维BiOCl花状纳米材料的合成 及其光催化性能研究任 * 俊,苗林青,曹 凤,田仁秀,......
氯氧化铋(BiOCl)纳米片的制备及光催化性能研究
氯氧化铋(BiOCl)纳米片的制备及光催化性能研究 作者:卫世乾;李建辉;李大鹏...
BiOCl的制备、改性及其光催化性能的研究
一28.第3章高性能氯氧化铋的制备及其光催化性能的研究………...30.3.1高性能BiOCl光催化剂的制备………...30.3.2保温温度对BiOCl光催化性能的影响……….......
金属铋
d. 化工氧化铋(Bi2O3)用于制造化学试制、铋盐、无机合成、玻陶着色、制造高折 光率玻璃、核工程玻璃和作为核反应堆燃料;氯氧化铋(BiOCl)用在塑料中作添 加......
BiOCl光催化降解MB染料废水的研究
环境科学 2013 NO.10 Science and Technology Innovation Herald 科技创新导报 BiOCl 光催化降解MB染料废水的研究毛晓明 (长治学院 山西长治 046011) 摘要: 该实验......
溶剂热法制备BiOCl单晶纳米片
2011 年 11 月 新疆大学学报(自然科学版) Journal of Xinjiang University(Natural Science Edition) Vol.28, No.4 Nov., 2011 溶剂热法制备BiOCl单晶纳米片? ...
氯氧化铋的制备及其用于可见光催化降解罗丹明B_毛晓明
由图 催化剂的UV-Vis DRS分析 2.3 研究 2.3.1 催化剂的可见光催化活性 催化剂用量对 RhB 降解率的影响及动力学 以RhB为目标降解物,考察了BiOCl催化剂在 ......
BiOCl催化剂的制备及光催化性能
BiOCl 催化剂的制备及光催化性能 作者:史竹青;王艳;樊彩梅;王韵芳;丁光月...
含铋光催化材料的研究进展
(X=Cl、 Br、I)复合光催化剂,通过表征得知,Ag 能产生 表面等离子共振吸收, 显著抑制空穴与电子的复合; 且当负载 Ag 的质量分数在 1%~5%时,BiOCl、 BiOBr、......
氯氧铋及其复合材料在光催化方面的应用
二 氯氧铋性质 氯氧铋分子式:BiOCl,分子量:260.43,属于正方晶系,银...
氯氧铋光催化剂的晶体结构
BiOCl 晶体结构 BiOCl 是由 V-VI-VII 主族元素组成三元氧化物...
葡萄糖辅助合成形貌可控BiOCl及其可见光催化性能
2018 年第 37 卷第 11 期 化工进展 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·4419· 葡萄糖辅助合成形貌可控 BiOCl 及其可见光催化性能 李宜睿 1,李东亚 1......
一种BiOCl微米环及制备方法
(74)专利代理机构 代理人 (51)Int.CI 权利要求说明书 说明书 幅图 (54)发明名称 一种 BiOCl 微米环及制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种 BiOCl 微米环及......
BiOCl基复合光催化剂的晶面界面设计及性能研究
29 第三章等离子激元金属和助催化剂在Biocl纳米片上的界面晶面发计对于提高可...
卤氧化铋化合物光催化剂
2 Morphology of BiOX ( X= Cl, Br , I) : ( a) SEM image of lamellar BiOCl[ 33] , ( b) SEM image of lamellar BiOBr[ 47] , ( c) TEM ......
BiOCl纳米片微球的制备及其形成机理
BiOCl 纳米片微球的制备及其形成机理 刘红旗;顾晓娜;陈锋;张金龙 【期刊名...