新型可见光催化剂BiVO4降解中成药制药废水

第６卷第３期环境工程学报Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．３２０１２年３月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｒ．２０１２新型可见光催化剂ＢｉＶＯ４降解中成药制药废水陈渊１，２杨家添１谢祖芳１刘国聪１，２黄湘茜１（１玉林师范学院化学与材料学院，玉林５３７０００；２玉林师范学院新材料研发和化学生物传感技术所，玉林５３７０００）摘要以Ｂｉ（ＮＯ３）３·５Ｈ２Ｏ和ＮＨ４ＶＯ３为原料，采用水热法制备了新型可见光ＢｉＶＯ４催化剂，并用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、红外光谱（ＩＲ）和紫外可见光漫反射光谱（ＵＶｖｉｓＤＲＳ）对产品进行了结构表征，并将其应用于光催化降解中成药制药废水降解反应中，通过正交实验和单因素分析，考察了催化剂用量、空气流量、溶液ｐＨ值和助氧化剂Ｈ２Ｏ２对制药废水ＣＯＤ去除率、脱色率的影响。实验结果表明，水热产品属于单斜晶系ＢｉＶＯ４，其带隙能为２４１ｅＶ，并具有良好的可见光催化活性。对于经１０倍稀释的制药废水，ＢｉＶＯ４添加量为２ｇ／Ｌ，通氧量为１２０Ｌ／ｈ，助氧化剂Ｈ２Ｏ２添加量为１ｍＬ，不改变废水ｐＨ值，在４００Ｗ金属卤化物灯离液面１１ｃｍ照射反应１８０ｍｉｎ的条件下，制药废水的ＣＯＤ去除率为９４３％，脱色率为９５６％，得到了较好的降解。关键词中成药制药废水ＢｉＶＯ４水热法光催化降解ＣＯＤ去除率脱色率中图分类号ＴＱ０３２４；Ｘ７０３１文献标识码Ａ文章编号１６７３９１０８（２０１２）０３０９１３０９ＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎｅｓｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｄｉｃｉｎｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｂｙｎｏｖｅｌｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｓｅｎｓｉｔｉｖｅＢｉＶＯ４ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔＣｈｅｎＹｕａｎ１，２ＹａｎｇＪｉａｔｉａｎ１ＸｉｅＺｕｆａｎｇ１ＬｉｕＧｕｏｃｏｎｇ１，２ＨｕａｎｇＸｉａｎｇｑｉａｎ１（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌ，ＹｕｌｉｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｕｌｉｎ５３７０００，Ｃｈｉｎａ；２ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆ＣｈｅｍｂｉｏｓｅｎｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＹｕｌｉｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｕｌｉｎ５３７０００，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｎｏｖｅｌｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｓｅｎｓｉｔｉｖｅＢｉＶＯ４ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｖｉａｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｃｅｓｓｕｓｉｎｇＢｉ（ＮＯ３）３·５Ｈ２ＯａｎｄＮＨ４ＶＯ３ａｓｓｔａｒｔｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓＩｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙＸｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＩＲ）ａｎｄＵＶｖｉｓｄｉｆｆｕｓｅｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＵＶｖｉｓＤＲＳ），ａｎｄｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅＢｉＶＯ４ｐｏｗｄｅｒｓｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎｅｓｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｄｉｃｉｎｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆＢｉＶＯ４ｄｏｓａｇｅ，ａｉｒｆｌｏｗｒａｔｅ，ｐＨｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，Ｈ２Ｏ２ｄｏｓａｇｅｏｎｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｔｈｅａｓｐｒｅｐａｒｅｄＢｉＶＯ４ｉｓｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈａｂａｎｄｇａｐｏｆ２４１ｅＶａｎｄｅｘｈｉｂｉｔｓａｎｅｘｃｅｌｌｅｎｔｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙＦｏｒｔｈｅＣｈｉｎｅｓｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｄｉｃｉｎｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｉｔｈｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐＨｖａｌｕｅ，ｗｈｅｎｔｈｅｆｌｏｗｒａｔｅｏｆａｉｒｉｓａｄｊｕｓｔｅｄｔｏ１２０Ｌ／ｈ，ｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆａｄｄｅｄＨ２Ｏ２ｍｏｄｕｌａｔｅｄａｔ１０ｍＬ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＢｉＶＯ４ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｔｏ２ｇ／Ｌ，ｔｈｅＣＯＤｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｏｆｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｉｓ９４３％ａｎｄｔｈｅｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｉｓ９５６％ａｆｔｅｒｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎｂｙｍｅｔａｌｈａｌｉｄｅｌａｍｐｏｆ４００Ｗｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｆｏｒ１