BiVO4的制备及其用于光催化降解含酚废水的研究

第32卷第4期延安大学学报(自然科学版)2013年12月JournalofYananUniversity(NaturalScienceEdition)V01．32No．4Dee．2013DOI：10．3969／J．ISSN．1004～602X．2013．04．059BiVO4的制备及其用于光催化降解含酚废水的研究孙立，白艳霞，宜沛沛，高晓明(延安大学化学与化工学院，陕西延安716000)摘要：以Bi(NO3)，·5H：O和NaVe·2HO为原料，采用水热法合成了BiVO粉末，并对其进行了XRD表征。以模拟含酚废水为目标降解物，以催化剂的用量、氧化剂用量、光源、光照时间为考察对象，研究了BiVO催化剂的光催化性能。结果表明，在模拟含酚废水用量为30mL时，BiVO加入量为0．03g，HO：用量为5．4mL，光照时间为1h，光源为500W汞灯的条件下，对模拟含酚废水的降解率可达到98％以上。关键词：BiVO；水热合成；光催化；含酚废水中图分类号：0647．3文献标识码：A文章编号：1004—602X(2013)04—0059—04为了满足石油、化工和制药等工业的飞速发展，开发新型的废水处理技术，实现工业废水的达标排放及循环利用，对保护环境，提高水资源的利用效率有着重要的实用价值。近年来，光催化氧化技术作为一种新兴的污水治理技术得到了国内外学者的广泛关注【l。目前，在提高光催化活性方面，金属或金属氧化物与半导体相复合的光催化剂的研究异军突起。铋系光催化剂，尤其是BiVO因其对可见光下具有良好的响应，而被广泛关注和深入研究，并取得了一系列重大科研成果。本研究利用水热法制备了催化剂BiVO，通过单因素和多因素研究了BiVO光催化降解含酚废水的性能，并确定了BiVO光催化降解含酚废水的最佳条件。1实验部分1．1试剂和仪器主要试剂：硝酸铋，钒酸钠，盐酸，氢氧化钠，浓氨水，苯酚，4一氨基安替比林，铁氰化钾。主要仪器：XPA系列光化学反应仪(南京胥江机电厂)；XRD一7000型x射线衍射仪(Et本SHI．MAOZU公司)；UV—vis紫外可见分光光度计(日本岛津公司)；GT10—1型型离心机(北京时代北利离心机有限公司)。1．2BiVO催化剂的制备溶解一定量的硝酸铋于4mol·L一的HNO中得1#溶液，同时将一定量的钒酸钠溶解于2reel·LNaOH中得2#溶液。以十二烷基苯磺酸钠为分散剂，分别加入到l{Ii}和2撑溶液中，各磁力搅拌30rain后，将两溶液混合均匀，调节溶液pH为7．o0。移人水热反应罐中，密封，在不同温度下反应8h。反应完成后，冷却，过滤得亮黄色固体。将固体反复洗涤多次，80℃恒温干燥4h，备用。1．3目标废水的制备准确称取1．04mg蒸馏苯酚，用去离子水溶解，转移至1000mL容量瓶中，稀释至刻度，得目标废水，酚含量为1．04mg／L。2结果与讨论2．1单因素变量的实验设计2．1．1催化剂合成温度对降解效果的影响在30mL含酚废水中，分别加入0_03g在140~C、收稿日期：2013—07—15作者简介：孙立(1989一)，男，陕西铜川人，延安大学化学与化工学院学生。通讯作者：高晓明，男，延安大学讲师，博士。第32卷第4期延安大学学报(自然科学版)2013年12月JournalofYananUniversity(NaturalScienceEdition)V01．32No．4Dee．2013DOI：10．3969／J．ISSN．1004～602X．2013．04．059BiVO4的制备及其用于光催化降解含酚废水的研究孙立，白艳霞，宜沛沛，高晓明(延安大学化学与化工学院，陕西延安716000)摘要：以Bi(NO3)，·5H：O和NaVe·2HO为原料，采用水热法合成了BiVO粉末，并对其进行了XRD表征。以模拟含酚废水为目标降解物，以催化剂的用量、氧化剂用量、光源、光照时间为考察对象，研究了BiVO催化剂的光催化性能。结果表明，在模拟含酚废水用量为30mL时，BiVO加入量为0．03g，HO：用量为5．4mL，光照时间为1h，光源为500W汞灯的条件下，对模拟含酚废水的降解率可达到98％以上。关键词：BiVO；水热合成；光催化；含酚废水中图分类号：0647．3文献标识码：A文章编号：1004—602X(2013)04—0059—04为了满足石油、化工和制药等工业的飞速发展，开发新型的废水处理技术，实现工业废水的达标排放及循环利用，对保护环境，提高水资源的利用效率有着重要的实用价值。近年来，光催化氧化技术作为一种新兴的污水治理技术得到了国内外学者的广泛关注【l。目前，在提高光催化活性方面，金属或金属氧化物与半导体相复合的光催化剂的研究异军突起。铋系光催化剂，尤其是BiVO因其对可见光下具有良好的响应，而被广泛关注和深入研究，并