论文部分内容阅读
本论文在国家核能开发专项课题(批准号：13ZG610301)、西南科技大学创新基金(批准号：14ycx012)和四川省“2014年科技创新苗子工程”(批准号：2014-17)的资助下,自制光/热催化剂Fe-Sr2Bi2O5,以亚甲基蓝为模拟降解物,首先研究了催化剂的热及光/热催化性质,在此基础上,将其应用于低密度聚乙烯的降解,探讨了模拟条件下的光催化降解和热催化降解,并研究了Fe-Sr2Bi2O5对低密度聚乙烯降解的温度可控性,最后在自然条件下与TiO2进行降解效果对比,证明了其优异的热催化及光/热催化能力。鉴于此,希望本研究能为有机污水处理、聚乙烯薄膜的热降解和光/热降解提供借鉴与指导。主要结论如下：(1)在750℃条件下烧结10 h得到光/热催化剂Fe-Sr2Bi2O5,禁带宽度为2.71 eV,在可见光区具有良好的光响应能力；在50℃条件下,Fe-Sr2Bi2O5对MB的光/热催化去除率达到98.8%,热催化去除率达到92.6%；同时,空穴在Fe-Sr2Bi2O5降解MB过程中其主要作用,而非HO·和02·-。(2)在25 W紫外灯照射10天后,LDPE复合膜表现出明显的光催化降解效果。催化剂含量为1.00%时降解效果最佳,其断裂伸长保留率低于5.0%,拉伸强度保留率低于40.0%,已完全脆化,丧失力学性能；同时,接触角和分解温度分别降低22.5°和41.3℃,LDPE复合膜中出现明显的羰基等降解特征吸收峰和降解孔洞。此外,温度越高有利于LDPE复合膜光降解作用,且温度越高,诱导期越短,因而,该复合膜的光降解具有温度可控性。(3)在55℃热降解100天后,LDPE复合膜表现出明显的热催化降解效果。催化剂含量为1.00%时降解效果最佳,其断裂伸长保留率为18.7%,拉伸强度保留率为53.2%,已基本丧失力学性能；接触角降低18.0°,分解温度降低25.1℃,表面粗糙度增加3.6 nm；同时,LDPE复合膜热降解后出现明显的羰基峰和降解孔洞。此外,热降解温度越高,LDPE复合膜热降解程度越大,诱导期越短,因此,该复合膜的热降解同样具有温度可控性。(4)在埋土和自然光条件下Fe-Sr2Bi205/LDPE复合膜均具有较强的催化降解作用；其中,埋土降解100天后,其断裂伸长保留率和拉伸强度保留率分别为43.5%和72.6%,接触角降低24.2°,分解温度降低21.0℃,表面粗糙度增加12.6nm,并出现明显的羰基峰和降解坑洞；而可见光降解100天后,其断裂伸长保留率和拉伸强度保留率分别为10.3%和39.7%,接触角降低26.3°,分解温度降低25.6℃,表面粗糙度增加14.2 nm,同时复合膜中也出现明显的羰基峰及降解坑洞；与TiO2/PE膜对比发现,其埋土条件和可见光条件下降解效果远优于TiO2/PE膜。