【摘 要】
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半导体光催化技术是染料废水深度处理方法之一,Ag3PO4是性能较好的新型光催化剂,能够响应可见光,但Ag3PO4稳定性较差,且难以从水中分离回收。针对Ag3PO4稳定性差这一问题,复合GO制备具有更高光催化性能的光催化剂Ag3PO4/GO;针对光催化剂难以回收这一问题,复合NiFe2O4制备光催化剂Ag3PO4/GO/NiFe2O4,该催化剂具有强磁性,便于回收。本文以甲基橙为目标污染物,具体研究
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半导体光催化技术是染料废水深度处理方法之一,Ag3PO4是性能较好的新型光催化剂,能够响应可见光,但Ag3PO4稳定性较差,且难以从水中分离回收。针对Ag3PO4稳定性差这一问题,复合GO制备具有更高光催化性能的光催化剂Ag3PO4/GO;针对光催化剂难以回收这一问题,复合NiFe2O4制备光催化剂Ag3PO4/GO/NiFe2O4,该催化剂具有强磁性,便于回收。本文以甲基橙为目标污染物,具体研究内容如下:制备了光催化剂Ag3PO4/GO并考察其性能。XRD、SEM、UV-vis表征分析结果表明纳米颗粒Ag3PO4/GO结晶度良好且具有较强的可见光响应能力;甲基橙降解试验结果表明Ag3PO4/GO光催化活性显著优于Ag3PO4,GO最佳负载量为1.0%;循环降解试验结果表明Ag3PO4/GO的稳定性很强。结果表明Ag3PO4/GO复合光催化剂的性能显著优于单一Ag3PO4光催化剂。考察反应条件对光催化剂Ag3PO4/GO降解甲基橙的影响并进行机理研究。单因素试验结果表明,光催化剂投加量高、酸性p H、高温、污染物浓度低的反应条件有利于Ag3PO4/GO光催化降解甲基橙。活性物质捕获试验结果表明反应中活性物质的贡献度为h+＞·O2-＞·OH,并由此推断Ag3PO4/GO光催化降解甲基橙的作用机理为GO通过快速转移光生电子来提高Ag3PO4的光催化性能。制备了光催化剂Ag3PO4/GO/NiFe2O4并考察其性能。XRD、SEM、UV-vis表征分析结果表明纳米颗粒Ag3PO4/GO/NiFe2O4结晶度良好且具有较强的可见光响应能力;甲基橙降解试验结果表明Ag3PO4/GO/NiFe2O4光催化活性更优;循环降解试验结果表明Ag3PO4/GO/NiFe2O4的稳定性很强,且具有磁分离性能,回收方便。结果表明Ag3PO4/GO/NiFe2O4复合光催化剂的光催化性能优于Ag3PO4和Ag3PO4/GO。考察反应条件对光催化剂Ag3PO4/GO/NiFe2O4降解甲基橙的影响并进行机理研究。单因素试验结果表明,光催化剂投加量高、酸性p H、高温、污染物浓度低的反应条件有利于Ag3PO4/GO/NiFe2O4光催化降解甲基橙。活性物质捕获试验结果表明反应中活性物质的贡献度为h+＞·O2-＞·OH,并由此推断Ag3PO4/GO/NiFe2O4光催化降解甲基橙的作用机理为NiFe2O4与Ag3PO4之间形成Z型异质结来提高Ag3PO4的光催化性能。光催化剂Ag3PO4/GO和Ag3PO4/GO/NiFe2O4对甲基橙有良好的降解效果,在痕量污染物的去除中具有很高的应用价值。GO和NiFe2O4的复合都能增强Ag3PO4的稳定性和吸光能力,同时Ag3PO4/GO/NiFe2O4具有很高的磁分离性能,更有利于回收重复使用。
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