论文部分内容阅读
石煤是我国独有的一种含钒矿石,但60%的含钒石煤由于品位较低而未达到工业开采价值。因此,对低品位含钒石煤中的钒进行提取并综合利用,具有较高的实用意义。目前,利用光催化降解环境污染物,提高能源的循环利用,是一种理想的环境污染治理技术。但由于从石煤中提取的五氧化二钒的光催化性能较低,因此将提取的钒作为钒源制备高效光催化剂具有重要的研究意义。BiVO4作为一种新型的含钒半导体光催化剂,光学性能稳定,氧化还原能力较强,因而成为可见光催化研究领域的热点。为了提高BiVO4的光催化活性,可以对其进行掺杂改性研究,但常规的掺杂改性都是以改善催化剂的催化性能为目的,并不能解决BiVO4的回收分离问题。因此对BiVO4进行磁性基体的复合以提高其光催化性能及其循环利用率是开发BiVO4高效光催化剂的研究重点。本文采用溶剂萃取法提取石煤中的钒,实验过程中主要考察不同有机相配比以及水相平衡pH值对钒的富集的影响,并对所得的样品进行XRD、FT-IR等测试分析,结果表明,萃取所用的有机相最佳配比为:25%P204+5%TBP+70%磺化煤油,水相平衡pH值应控制在2.5左右,钒的萃取率达到85%左右,实验所制备的五氧化二钒的纯度较高,为80%左右,整个过程的提钒率为92.8%。以石煤中提取的钒作为钒源,采用酒石酸络合法制备BiVO4光催化剂,考察了酒石酸用量对催化剂活性的影响,并对所得样品采用XRD、SEM、UV-vis等进行测试分析,其结果表明,当V与酒石酸摩尔比为1:2时,所得的BiVO4具有较高的催化活性,对亚甲基蓝降解5h后的降解率达到90.2%。同样采用酒石酸络合法,以SrFe12O19粒子为磁性基体,制备了一种新的BiVO4/SrFe12O19磁性光催化剂,通过一系列表征手段对其表面形貌、光催化性能以及回收效果等进行考察。结果表明,负载量为15%的BiVO4/SrFe12O19磁性光催化剂5h内对亚甲基蓝的降解率达93.3%,同时,BiVO4/SrFe12O19磁性光催化剂也具有良好的磁性能,容易分离及回收,回收重复使用5次后的回收率可达到92.3%,其降解率高于60%。通过对BiVO4/SrFe12O19降解亚甲基蓝曲线的拟合可知,该降解反应符合一级动力学模型。