BiOCl光催化降解MB染料废水的研究
光催化降解有机染料
光催化降解有机染料
在现代化进程中，有机染料扮演了十分重要的角色。
我们可以在衣服、被子、窗帘等各种物品上看到它们的身影，无疑它们已经深深地影响了人们的日常生活。
然而，由于染料生产工艺落后、碳排放量等问题，其水平远未达到环保标准，衍生出许多环境污染问题。
为解决这一问题，一种新型技术——光催化降解有机染料技术应运而生。
光催化降解有机染料技术又称“光解水”技术，是将具有特定结构的材料吸附有机污染物，利用紫外线、可见光和化学反应产生的自由基等实现降解的技术。
该技术通过可见光和紫外光的照射，产生一系列反应，生成高度氧化的自由基，使有机污染物的分子结构发生改变，进而被分解成微小的无机物，从而实现了有机污染物的降解并达到净化的目的。
光催化降解有机染料技术具有无二氧化碳排放、处理时间短、降解速度快、降解率高等优点，参照国际相关技术标准，在对污染水样进行处理时，该方法具有极为强大的降解能力。
在既往的研究中，很少有其他的处理方法来显示这个技术在同时满足环保性和实用性上的优势。
然而，使用光催化降解有机染料技术的过程中也存在一些问题，如影响因素甚多，降解后产物难以肯定等。
因此，应加强研究，利用该技术的优点消减其不足之处。
作为一项新技术，光催化降解有机染料技术已经在环保、化学、新材料等领域中得到了广泛的应用。
据不完全统计，在当前国内生产中，近五分之一以上都使用了这项技术。
随着科技的不断发展和社会需求的日益增长，相信这项技术一定会在今后的发展中变得更加成熟和完善，让更多的人们从中获得最大的利益。
光催化降解亚甲基蓝产物
光催化降解亚甲基蓝产物1.引言1.1 概述亚甲基蓝（Methylene Blue，MB）是一种常见的有机染料，广泛应用于医药、纺织、印刷等工业领域。
然而，亚甲基蓝的大量排放对环境和人体健康都造成了不可忽视的威胁。
因此，寻找一种环境友好且高效的降解亚甲基蓝的方法显得尤为重要。
在过去的几十年里，科学家们提出了多种降解亚甲基蓝的方法，包括生物降解、化学氧化降解和光催化降解。
其中光催化降解作为一种绿色、可持续的方法，备受关注。
光催化降解亚甲基蓝利用半导体材料在紫外光照射下产生电子-空穴对，并利用这些电子-空穴对将亚甲基蓝分解为无害的产物。
典型的半导体材料包括二氧化钛（TiO2）、锌氧化物（ZnO）等。
光催化降解亚甲基蓝的过程可分为吸附、光解和降解三个阶段。
首先，亚甲基蓝分子通过物理吸附或化学吸附方式吸附到半导体材料表面；接着，在紫外光的激发下，半导体材料中产生出电子-空穴对；最后，电子和空穴在界面上发生氧化还原反应，降解亚甲基蓝分子，并最终生成无害的氧化产物。
与传统的方法相比，光催化降解亚甲基蓝具有多种优势。
首先，光催化降解过程不需要添加昂贵的氧化剂，无需高温高压条件，降低了工艺的成本。
其次，光催化降解是一种非选择性的过程，能够同时降解多种有机污染物，具有广泛的应用前景。
此外，光催化降解还能够对水体进行氧化消毒，从而达到净化水质的目的。
然而，目前光催化降解亚甲基蓝的效率还不够高，降解产物也不够彻底，其在实际应用中仍存在一些挑战。
因此，进一步研究光催化降解亚甲基蓝的方法和机理，提高降解效率和产物选择性，具有重要的科学意义和应用价值。
本文将围绕光催化降解亚甲基蓝展开深入研究，重点讨论其降解原理、方法以及优化策略。
通过对现有研究的总结和分析，希望能够为实现高效、环保的亚甲基蓝降解方法提供参考和借鉴，为解决水体污染问题做出一定的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织框架进行介绍，以及各章节的主要内容概述。
光催化降解罗丹明b的原理
光催化降解罗丹明b的原理罗丹明b是一种广泛应用于纺织、皮革、橡胶、塑料等工业中的染料，因其毒性较大、难以降解而被列为环境污染物之一。
传统的物理和化学方法虽然可以将罗丹明b去除，但却存在能耗高、处理时间长、产生二次污染等问题。
而光催化技术则成为一种新的、环保的、高效的罗丹明b降解方法。
光催化降解罗丹明b的原理是利用光催化剂吸收可见光或紫外光的能量激发电子，产生电子-空穴对并使其在催化剂表面发生反应，从而降解污染物。
光催化剂一般分为两种：半导体光催化剂和金属复合物光催化剂。
半导体光催化剂是指常用的二氧化钛（TiO2）、氧化锌（ZnO）等，它们能够吸收紫外光并产生电子-空穴对，在催化剂表面形成活性氧物种，从而分解有机污染物。
半导体光催化剂的催化效率受到多种因素的影响，如光照强度、催化剂的晶体结构、表面形态等。
其中，光照强度是影响光催化效率最为重要的因素之一，一般情况下，光照强度越高，光催化效率越高。
金属复合物光催化剂是指由金属离子与有机配体组成的复合物，如钴配合物、铜配合物等。
这些复合物能够吸收可见光并产生电子-空穴对，从而促进有机污染物的降解。
金属复合物光催化剂的催化效率受到多种因素的影响，如金属离子的种类、有机配体的结构等。
其中，金属离子的种类是影响光催化效率最为重要的因素之一，一般情况下，金属离子的电荷数越大，光催化效率越高。
除了催化剂的种类和光照强度之外，还有一些其他的因素也会影响光催化降解罗丹明b的效率。
例如，溶液的pH值、溶液中其他离子的存在等。
在实际应用中，需要通过实验确定最佳的操作条件，以获得最高的光催化降解效率。
光催化技术是一种新的、环保的、高效的罗丹明b降解方法，其原理是利用光催化剂吸收可见光或紫外光的能量激发电子，产生电子-空穴对并使其在催化剂表面发生反应，从而降解污染物。
在实际应用中，需要针对具体情况选择适合的光催化剂和操作条件，以获得最佳的降解效果。
光催化氧化法降解水溶性染料罗丹明B的研究
第33卷第4期当 代 化 工Vol.33,No.4 2004年8月Contemporary Chemical Industry August,2004光催化氧化法降解水溶性染料罗丹明B的研究①柏双鹏,崔 鹏(合肥工业大学化工学院,安徽合肥230009)摘 要: 以TiO2超细微粉为光催化剂,对低浓度罗丹明B溶液进行光催化氧化脱色研究,探讨了溶液初始浓度、p H值、TiO2用量及气体用量等对反应条件的影响,并对氧化反应动力学进行了初步分析。
研究结果表明,对初始质量浓度15mg·L-1的罗丹明B溶液,光催化氧化反应的优化条件为:w(TiO2)=0.25%、溶液初始p H值4.0、空气体积流量2.0L·min-1。
关 键 词: 光催化氧化;TiO2;罗丹明B染料中图分类号: X703.1 文献标识码: A 文章编号: 16710460(2004)04022703 光催化氧化法是利用半导体金属氧化物吸收外界辐射光能而激发产生导带电子(e-)和价带空穴(h+),空穴在有氧条件下进一步产生氧化能力极强的羟基自由基·OH(氧化势能2.80eV),可对有机物发生催化氧化反应。
与传统方法相比,光催化技术具有工艺简单、成本低、反应完全等特点,已成为常温、常压下氧化结构稳定有机物的一种新型反应技术[1～3]。
罗丹明B是印染行业中常用的一种阳离子碱性染料,具有氧杂蒽类结构[4]。
众多研究结果表明,罗丹明B的典型结构使其在进行光催化氧化反应的同时,可发生光敏化作用,即可以有效地扩大半导体光激发波长,提高光催化反应速率[5]。
1 实验部分1.1 实验试剂与仪器TiO2光催化剂,南京钛白化工有限责任公司生产,平均粒径0.33μm,锐钛晶型;罗丹明B,上海试剂三厂生产,CR;TPR型光反应器,自制;722S型分光光度计,上海雷磁科教仪器公司;p Hs-3C精密酸度计,上海雷磁科教仪器公司。
1.2 实验过程光催化氧化反应在自制的TPR光反应器中进行。
《可见光响应型磁性Fe3O4-BiOX(X=Br,I)光催化剂的制备及降解罗丹明B性能研究》范文
《可见光响应型磁性Fe3O4-BiOX（X=Br，I）光催化剂的制备及降解罗丹明B性能研究》篇一可见光响应型磁性Fe3O4-BiOX（X=Br，I）光催化剂的制备及降解罗丹明B性能研究一、引言随着环境污染的日益严重，光催化技术作为一种环保、高效的污染治理手段，受到了广泛关注。
其中，可见光响应型磁性光催化剂因其具有较高的光催化活性和易于回收利用的特点，在污水处理、空气净化等领域具有广泛的应用前景。
本文以Fe3O4/BiOX（X=Br，I）光催化剂为研究对象，详细介绍了其制备过程，并研究了其降解罗丹明B的性能。
二、实验部分（一）材料与试剂实验所需材料包括FeCl3·6H2O、Bi(NO3)3·5H2O、KBr/KI 等化学试剂。
（二）催化剂制备1. 制备Fe3O4纳米粒子：采用共沉淀法，将FeCl3·6H2O和FeSO4混合，在碱性条件下沉淀，经高温煅烧得到Fe3O4纳米粒子。
2. 制备BiOX（X=Br，I）纳米片：将Bi(NO3)3·5H2O溶解于去离子水中，加入KBr/KI，调节pH值，经水热法得到BiOX 纳米片。
3. 制备Fe3O4/BiOX复合光催化剂：将Fe3O4纳米粒子与BiOX纳米片混合，通过煅烧法制备出Fe3O4/BiOX复合光催化剂。
（三）性能测试以罗丹明B为目标污染物，测试Fe3O4/BiOX光催化剂的降解性能。
在可见光照射下，测定不同时间罗丹明B的浓度变化，计算降解率。
三、结果与讨论（一）催化剂表征通过XRD、SEM、TEM等手段对制备的Fe3O4/BiOX光催化剂进行表征。
结果表明，催化剂具有较好的结晶度和形貌。
（二）可见光响应性能采用UV-Vis DRS技术测试催化剂的可见光响应性能。
结果表明，Fe3O4/BiOX光催化剂具有较好的可见光吸收性能。
（三）罗丹明B降解性能在可见光照射下，测试Fe3O4/BiOX光催化剂对罗丹明B的降解性能。
《可见光响应型磁性Fe3O4-BiOX(X=Br,I)光催化剂的制备及降解罗丹明B性能研究》范文
《可见光响应型磁性Fe3O4-BiOX（X=Br，I）光催化剂的制备及降解罗丹明B性能研究》篇一可见光响应型磁性Fe3O4-BiOX（X=Br，I）光催化剂的制备及降解罗丹明B性能研究摘要：本文主要探讨了可见光响应型磁性Fe3O4/BiOX（X=Br，I）光催化剂的制备工艺及其在罗丹明B降解中的性能表现。
首先介绍了Fe3O4/BiOX复合光催化剂的制备原理与合成方法，然后分析了该催化剂在可见光照射下对罗丹明B的降解效果，并探讨了其潜在的应用前景。
一、引言随着工业化的快速发展，染料废水污染问题日益严重，罗丹明B作为一种常见的染料，其有效降解与治理成为了环境保护领域的热点研究课题。
近年来，磁性光催化剂因具有优异的可见光响应性能和易于回收的特点，在染料废水处理中得到了广泛的应用。
本文以Fe3O4/BiOX（X=Br，I）复合光催化剂为研究对象，探讨其制备工艺及在罗丹明B降解中的应用。
二、材料与方法（一）材料1. 铁盐、铋盐和卤素盐等原料。
2. 罗丹明B染料。
（二）方法1. 制备Fe3O4/BiOX（X=Br，I）复合光催化剂：采用共沉淀法结合高温煅烧工艺制备磁性Fe3O4/BiOX复合光催化剂。
2. 光催化实验：以罗丹明B溶液为研究对象，考察复合光催化剂在可见光照射下的降解效果。
三、实验结果与分析（一）Fe3O4/BiOX（X=Br，I）复合光催化剂的制备通过共沉淀法合成前驱体，经过高温煅烧后得到Fe3O4/BiOX复合光催化剂。
该催化剂具有较高的比表面积和良好的磁性，便于回收利用。
（二）罗丹明B的降解实验1. 降解效率：在可见光照射下，Fe3O4/BiOX复合光催化剂对罗丹明B具有较高的降解效率。
其中，Fe3O4/BiOBr和Fe3O4/BiOI均表现出优异的降解性能。
2. 影响因素：实验表明，光催化剂的投加量、罗丹明B的初始浓度、溶液的pH值等因素均会影响降解效果。
其中，适当增加光催化剂的投加量和降低罗丹明B的初始浓度有助于提高降解效率。
《BiOCl-硅藻土复合材料的制备及其对水中环丙沙星光催化降解研究》
《BiOCl-硅藻土复合材料的制备及其对水中环丙沙星光催化降解研究》BiOCl-硅藻土复合材料的制备及其对水中环丙沙星光催化降解研究一、引言随着现代工业的快速发展，水体污染问题日益严重，尤其是药物污染已成为一个全球性的环境问题。
环丙沙星（CPF）作为广谱抗菌药物，其广泛使用导致在环境中大量残留，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
因此，研究有效的水处理技术以去除水中的环丙沙星显得尤为重要。
光催化技术作为一种绿色、高效的水处理技术，具有广泛的应用前景。
本文以BiOCl/硅藻土复合材料的制备及其对水中环丙沙星的光催化降解为研究对象，旨在为解决水体药物污染问题提供新的思路和方法。
二、BiOCl/硅藻土复合材料的制备1. 材料与试剂制备BiOCl/硅藻土复合材料所需材料包括硅藻土、氯化铋（BiCl3）、氢氧化钠（NaOH）等。
所有试剂均为分析纯，使用前未进行进一步处理。
2. 制备方法（1）硅藻土的预处理：将硅藻土进行清洗、干燥、研磨，得到一定粒度的硅藻土粉末。
（2）BiOCl的制备：将BiCl3溶解在去离子水中，加入适量的NaOH溶液，调节pH值，进行沉淀反应，得到BiOCl前驱体，经过洗涤、干燥后得到BiOCl粉末。
（3）BiOCl/硅藻土复合材料的制备：将BiOCl粉末与预处理后的硅藻土粉末按照一定比例混合，进行球磨、干燥，得到BiOCl/硅藻土复合材料。
三、光催化性能测试1. 实验方法以环丙沙星为目标污染物，在可见光照射下，评价BiOCl/硅藻土复合材料的光催化性能。
实验过程中，将一定浓度的环丙沙星溶液与光催化剂混合，进行光照反应，定时取样分析环丙沙星的浓度变化。
2. 结果与讨论通过实验发现，BiOCl/硅藻土复合材料对环丙沙星的光催化降解效果显著。
在可见光照射下，环丙沙星的浓度随时间逐渐降低，表明BiOCl/硅藻土复合材料具有较好的光催化活性。
此外，我们还发现复合材料中BiOCl与硅藻土的比例、光照时间等因素对光催化降解效果具有重要影响。
罗丹明B染料在可见光照射下的催化降解
罗丹明B染料在可见光照射下的催化降解以罗丹明B模拟染料废水，500W卤钨灯为光源，以无定形纳米TiO2为催化剂，探讨该催化剂在可见光照射下催化降解这种染料的活性。
研究结果表明，TiO2用量为50mg，罗丹明B的溶液浓度为10ppm，光照時间为3h，罗丹明B 的光催化降解效率就已经达到97.60%。
罗丹明B在只有可见光照射的自降解实验中降解率很低，在无光照的暗反应实验中脱色也不是很明显，而当添加了催化剂，并用500W卤钨灯作为可见光光源激发催化剂时，染料的降解效率高达97.60%。
由此可得出，染料能被高效光催化降解应该是催化剂和可见光协同作用的结果。
标签：罗丹明B；光催化降解；无定形纳米TiO2目前印染工业不断发展，印染废水大量的排入河流中。
因印染废水是一种有机物含量高、毒性大、色度大、难生物降解的染料，给水环境造成了严重的污染！罗丹明B学名为碱性玫瑰精B，英文名为RhodamineB，简写为RhB。
RhB属占吨类碱性染料，其结构式（C.I.45170）如下图所示，分子式为C28H31N2O3Cl，分子量为479.029。
外形为艳绿色闪光小结晶状粉末。
在水中的溶解度为0.78%，总体电荷为正电。
罗丹明B是常见的有机污染物，具有相当高的抗直接光分解和氧化的能力，其浓度可采用分光光度法测定，方法简便，常被用做光催化反应的模型反应物。
因此本论文选择罗丹明B为目标降解物。
现在各国采用物理法、化学法、生化法等传统方法来降解印染废水。
但传统的方法不但不能完全降解有机污染物，而且容易引入二次污染物[1]，所以人们需要一种简单、高效、低耗费、无二次污染的降解技术。
半导体光催化技术是一种简单、绿色环保、高效、无毒性且节能而被人们广泛应用[2-6]。
TiO2为白色粉末，在目前发现的催化剂中，TiO2是一种化学性质稳定（不溶于水、稀酸，微溶于碱和热硝酸）、光催化活性高、无毒无害、成本低、还原能力强、被广泛用于环保，而且高效、可以循环利用的绿色光催化材料[7-10]。
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BiOCl光催化降解MB染料废水的研究
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
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°<2θ<80°。
采用JEM-2010型透射电子显微镜观察催化剂的表面形貌。
采用PerkinElmer Lambda35测定紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱，测量范围200～800 nm，BaSO4为参比。
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。
2.2 紫外-漫反射光谱分析
图2为BiOCl的紫外-漫反射光谱图。
BiOCl在紫外区有很强吸收，当波长大于390 nm时，BiOCl的吸收强度明显变弱，说明其吸收代边在390 nm附近。
BiOCl半导体材料的光吸收边遵循如下公式。
(1)
其中是光吸收系数，是光频率，为普朗克常数，为常数，为能带隙。
依式(1)作光吸收系数与能量变化图，可求出样品的禁带宽度值为3.19 eV。
同时，根据式(2)，我们可以计算出BiOCl的价带(VB)和导带(CB)分别为3.43和0.24 eV[5]。
2.3 光催化行为研究
2.3.1 光催化降解MB
以MB为目标物，我们研究了BiOCl光催化剂的光催化活性。
MB溶液的浓度随光照时间的变化曲线见图3。
由图可见，在664 nm 处的吸收峰值随光照时间的增加逐渐减小，60 min后，该吸收峰完全消失。
该结果表明在模拟太阳光照射下，MB可完全降解。
我们进一步研究了MB在光照下的光解行为，结果见图4。
由图可见，在光照条件下，MB基本不发生光解，由此我们认为在BiOCl存在条件下，MB的降解主要经过光催化过程。
2.3.2 光催化机理研究
光催化过程中起主要作用的活性物种主要有光生空穴、羟基自由基和超氧自由基负离子。
为了明确在MB光催化降解过程中各种活性物种的作用，我们进行了捕获剂实验。
在反应体系中，我们添加不同活性物种捕获剂，即(NH4)2C2O2 (AO，c=0.01 mol/L) [6], i-PrOH (IPA，c=0.01 mol/L) [7], 和N2。
AO捕获光生空穴，IPA捕获羟基自由基，N2用来证明氧气的作用，并进一步得出超氧自由基负离子的作用。
实验结果见图5。
结果表明，当不存在捕获剂时，98.5%的MB 经过60 min光照后被降解。
AO和N2的加入对MB的降解行为影响不大，降解率分别为82%和87%。
但是，MB的降解随着IPA的加入明显放缓。
经过60 min光照后，只有65%的MB被降解，表明在MB 的光催化降解过程中，羟基自由基为主要的活性物种。
3 结语
本文我们制备了具有层状结构的高纯单相BiOCl光催化剂，且其带隙为3.19 eV。
在模拟太阳光照射60 min后，7 mg/LMB完全降解。
羟基自由基在MB的降解过程中起主要作用。
参考文献
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