漂珠负载Ce掺杂Bi-2O-3光催化剂的制备及其处理含油废水性能-钱亦张

2016年第36卷第3期化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY·303·随着海洋石油运输业和海洋石油工业的发展，石油设施和运输船舶的溢油事故造成的海洋污染日益严重，严重影响海洋生态。海上溢油事故处理的方法主要有物理法、化学法和生物法［1-3］。光催化是一种具有潜在应用前景的水体净化技术［4-5］。但大多数催化剂都是紫外光激发引发光催化氧化反应，能利用的太阳能仅占太阳光总能量的4%。近年来，为提高太阳能的利用率，在可见光光催化领域开展了许多研究工作。Bi2O3禁带宽度分布范围较广，部分相态在可见光范围内有良好的吸收，同时具有良好的稳定性、无毒无害和价格低廉等特点，是受到关注的可见光响应催化体系［6-9］。但因其粉末状存在形态难以从处理后的悬浮液中分离，严重限制了Bi2O3的应用［10］。本工作以漂珠为载体制备了掺杂Ce的Bi2O3可见光光催化剂，采用SEM，XRD，FTIR，DRS等技术对催化剂的形貌和结构进行了表征，考察了光催化剂对4#燃料油含油废水的处理效果，为利用漂漂珠负载Ce掺杂Bi2O3光催化剂的制备及其处理含油废水性能钱亦张，孙文田，李大伟，朱德强，潘彦平，冯威（吉林大学吉林省水资源与水环境重点实验室，吉林长春130021）［摘要］以漂珠为载体制备了Ce掺杂Bi2O3可见光响应催化剂。采用XRD、FTIR、SEM和DRS等表征手段对制备的催化剂进行了结构和形貌研究。以4#燃料油配制模拟含油废水，研究了催化剂在可见光作用下的光催化性能。表征结果显示：Ce掺杂Bi2O3成功负载到漂珠载体上，以四方相β-Bi2O3、α-Bi2O3和CeO2的形式存在；与空白Bi2O3相比，Ce掺杂Bi2O3固有的边带吸收波长拓展至544nm。实验结果表明，在500℃条件下焙烧3h制备的催化剂光催化效率最高，光照70min时，油去除率可达88%。［关键词］Bi2O3；Ce掺杂；可见光催化；漂珠；含油废水［中图分类号］X55［文献标志码］A［文章编号］1006-1878（2016）03-0303-04［DOI］10.3969/j.issn.1006-1878.2016.03.013PreparationoffloatingbeadsupportedCe-dopedBi2O3photocatalystanditstreatmentcapabilityonoilywastewaterQianYizhang，SunWentian，LiDawei，ZhuDeqiang，PanYanping，FengWei（KeyLabofWaterResourcesandAquaticEnvironmentofJilinProvince，JilinUniversity，ChangchunJilin130021，China）Abstract：ThevisiblelightrespondingphotocatalystofCe-dopedBi2O3waspreparedusingfloatingbeadascarrierandcharacterizedbySEM，XRD，FTIRandDRS.Itsphotocatalyticperformanceundervisiblelightwasinvestigatedusingthesimulatedoilywastewaterwith4#fueloil.Thecharacterizationresultsindicatethat：Ce-dopedBi2O3issuccessfullyimmobilizedonfloatingbeadintheformoftetragonalβ-Bi2O3，α-Bi2O3andCeO2；ThesidebandabsorptionwavelengthofCe-dopedBi2O3expandsto544nm.Theexperimentalresultsshowthatwhenthephotocatalystispreparedbycalcinationat500℃for3h，thephotocatalysisefficiencyisthehighestandtheoilremovalratecanreach88%after70minofirradiation.Keywords：Bi2O3；Ce-doped；visiblelightphotocatalysis；floatingbead；oilywastewater［收稿日期］2016-03-20；［修订日期］2016-04-01。［作者简介］钱亦张（1985—），男，江苏省张家港市人，硕士生，电话13962209868，电邮qianyz13@mails.jlu.edu.cn。联系人：冯威，电话1