改性Bi4O5Br2光催化剂的制备及其可见光下降解回灌渗滤液的研究

来源 :桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luanwenjie
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针对回灌型生物反应器填埋技术运行后期产生的渗滤液可生化性差,渗滤液异位好氧生物处理系统处理效果不佳的问题,提出在运行后期以光催化氧化技术代替异位好氧生物处理系统,进一步降解渗滤液中难生物降解有机物。为了提高可见光利用率,选取可见光响应光催化剂Bi4O5Br2作为基础材料,通过复合改性进一步提高其光催化性能,有效降解渗滤液中的难生物降解有机物,达到降低回灌渗滤液中难降解有机物浓度并改善渗滤液可生化性的目的,为光催化氧化技术与生物反应器联用处理渗滤液提供参考,主要研究结果如下:首先,采用室温原位沉淀法和水热法制备了可见光响应光催化剂Bi4O5Br2。通过光催化降解罗丹明B(RhB)溶液的实验表明,室温原位沉淀法制备所得Bi4O5Br2(BOB)具有较优的降解性能。可见光照射30 min,BOB投加量为0.5 g/L时,对20 mg/L RhB溶液的去除率为95.85%。XRD、SEM、XPS表征证明催化剂BOB的成功制备。基于上述制备方法筛选,采用室温原位沉淀法,在制备过程中加入分子筛ZSM-5成功制备了最佳复合比为1%的复合催化剂1ZSM/BOB。采用超声辅助-室温原位沉淀法,在制备过程中加入生物碳(BC)成功制备了最佳复合比为1.5%的复合催化剂1.5BC/BOB。通过XRD、SEM、XPS等基础表征手段对复合催化剂进行了结构和形貌分析;紫外-可见漫反射光谱表明复合后催化剂的光吸收能力均得到增强;光电流响应、荧光光谱等测试结果表明,复合催化剂的光生载流子分离效率均得到显著提高,从而使光催化性能得到提高。通过可见光下光催化降解RhB、双酚A、盐酸四环素的实验表明,复合后的催化剂在吸附和光催化方面均有提高。自由基捕获实验表明,光催化反应过程中,超氧自由基和空穴是主要的活性物种。最后,基于以上催化剂制备和表征分析,选用催化剂1.5BC/BOB进行光催化降解回灌渗滤液的研究。通过TOC、A254、紫外-可见光谱、三维荧光光谱等对光催化处理前后基本水质和有机物的变化情况进行了分析。实验结果表明:回灌渗滤液中约90%的荧光物质属于类腐殖质,1 g/L 1.5BC/BOB光催化体系降解效果有限,通过加入质量比为1:2的过一硫酸盐强化光催化体系可以提高对回灌渗滤液的处理效果。
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