论文部分内容阅读
本文以Bi2WO6为活性组分,双介孔二氧化硅(BMMS)为载体,制备了负载型Bi2WO6/BMMS催化剂;利用TiO2与Bi2WO6制备了TiO2-Bi2WO6异质结型催化剂。通过XRD、N2吸附脱附、FTIR、UV-vis、SEM、EDS和TEM等方法对催化剂进行表征。以十二烷和二苯并噻吩(DBT)为溶剂和溶质配成模拟油,以该模拟油为原料评价催化剂的光催化氧化脱硫(PODS)活性,对反应后的催化剂进行回收重复利用,研究其重复使用性能,并分别提出两催化剂的光催化氧化脱硫机理,主要研究如下:(1)Bi2WO6成功地负载到了分子筛BMMS上,并且保持了BMMS的有序双介孔结构和麦穗状形貌。Bi2WO6/BMMS与Bi2WO6相比较,比表面积更大。与Bi2WO6/SBA-15相比Bi2WO6/BMMS催化剂表现出了很好的PODS性能,因为BMMS包含两种不同孔径大小的孔道,其中大孔道的介孔发挥了一种传输的作用,分子能够更好地扩散使反应物顺利到达小孔,小孔道的介孔比表面积足够大能提供较多的吸附和催化反应的位点。Bi2WO6的负载量为10%时Bi2WO6/BMMS催化剂的催化活性最高。优化后反应条件在O/S摩尔比为15:1;萃取剂与模拟油的体积比为1:1;催化剂用量为3 wt%时,脱硫率可以达到94.7%。催化剂重复使用6次后,脱硫率依然接近90%。通过自由基捕获实验研究发现?OH和h+相较于?O2-在PODS反应中作用更加明显。?OH和h+是PODS的主要活性基团,H2O2和h+强氧化能力产生更多的?OH可以氧化DBT,提高PODS的能力。(2)TiO2与Bi2WO6成功地复合形成异质结,复合后TiO2属于无定型结构;Bi2WO6为正交晶系,Bi2WO6为三维花状微球结构;TiO2颗粒即存在于Bi2WO6的纳米薄片之间也分散在整个微球样品中,相比于单独的Bi2WO6,TiO2-Bi2WO6催化剂的光响应范围得到了拓宽。与Bi2WO6和TiO2相比TiO2-Bi2WO6催化剂表现出了很好的PODS性能,这是因为Bi2WO6与TiO2产生协同作用,形成外加电场有效的抑制了光生电子空穴对的结合速率。TiO2负载量为10%时,TiO2-Bi2WO6催化剂催化活性最高。优化后反应条件在O/S摩尔比为15:1;萃取剂与模拟油的体积比为1:1;催化剂用量为3 wt%时,脱硫率可以达到92.1%。催化剂重复使用6次后,脱硫率依然接近90%。通过自由基捕获实验可以确定?O2-和h+是主要的活性基团,两者形成异质结后有效地控制了光生电子与空穴的复合速率,充分利用光能,增强了PODS效果。