bivo4的制备及其用于光催化降解含酚废水的研究

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1、第32卷第4期延安大学学报(自然科学版)V01．32No．42013年12月Journalof"YananUniversity(NaturalScienceEdition)Dee．2013DOI：10．3969／J．ISSN．1004～602X．2013．04．059BiVO4的制备及其用于光催化降解含酚废水的研究孙立，白艳霞，宜沛沛，高晓明(延安大学化学与化工学院，陕西延安716000)摘要：以Bi(NO3)，·5H：O和NaVe·2HO为原料，采用水热法合成了BiVO粉末，并对其进行了XRD表征。以模拟含酚废水为目标降解物，以催化剂的用

2、量、氧化剂用量、光源、光照时间为考察对象，研究了BiVO催化剂的光催化性能。结果表明，在模拟含酚废水用量为30mL时，BiVO加入量为0．03g，HO：用量为5．4mL，光照时间为1h，光源为500W汞灯的条件下，对模拟含酚废水的降解率可达到98％以上。关键词：BiVO；水热合成；光催化；含酚废水中图分类号：0647．3文献标识码：A文章编号：1004—602X(2013)04—0059—04为了满足石油、化工和制药等工业的飞速发展，岛津公司)；GT10—1型型离心机(北京时代北利离开发新型的废水处理技术，实现工业废水的达标排心机有限公司)

3、。放及循环利用，对保护环境，提高水资源的利用效率1．2BiVO催化剂的制备有着重要的实用价值。近年来，光催化氧化技术作溶解一定量的硝酸铋于4mol·L一的HNO中为一种新兴的污水治理技术得到了国内外学者的广得1#溶液，同时将一定量的钒酸钠溶解于2reel·泛关注【l。目前，在提高光催化活性方面，金属或LNaOH中得2#溶液。以十二烷基苯磺酸钠为分金属氧化物与半导体相复合的光催化剂的研究异军散剂，分别加入到l{Ii}和2撑溶液中，各磁力搅拌30突起。铋系光催化剂，尤其是BiVO因其对可rain后，将两溶液混合均匀，调节溶液pH为7．o0。见光

4、下具有良好的响应，而被广泛关注和深入研究，移人水热反应罐中，密封，在不同温度下反应8h。并取得了一系列重大科研成果。本研究利用反应完成后，冷却，过滤得亮黄色固体。将固体反复水热法制备了催化剂BiVO，通过单因素和多因素洗涤多次，80℃恒温干燥4h，备用。研究了BiVO光催化降解含酚废水的性能，并确定1．3目标废水的制备了BiVO光催化降解含酚废水的最佳条件。准确称取1．04mg蒸馏苯酚，用去离子水溶解，1实验部分转移至1000mL容量瓶中，稀释至刻度，得目标废水，酚含量为1．04mg／L。1．1试剂和仪器主要试剂：硝酸铋，钒酸钠，盐酸，氢氧

5、化钠，浓2结果与讨论氨水，苯酚，4一氨基安替比林，铁氰化钾。2．1单因素变量的实验设计主要仪器：XPA系列光化学反应仪(南京胥江2．1．1催化剂合成温度对降解效果的影响机电厂)；XRD一7000型x射线衍射仪(Et本SHI．在30mL含酚废水中，分别加入0_03g在140~C、MAOZU公司)；UV—vis紫外可见分光光度计(日本收稿日期：2013—07—15作者简介：孙立(1989一)，男，陕西铜川人，延安大学化学与化工学院学生。通讯作者：高晓明，男，延安大学讲师，博士。150％、160％、170~C合成的BiVO4，5．4mLH2O2，

6、在宜时，它能够有效地吸收光子，而且对苯酚的吸附量500W汞灯下光照2h，考察BiVO的合成温度对含增加，从而使光催化氧化反应对苯酚有较好的处理酚废水降解效果的影响，结果如图1所示。效果；当BiVO用量过量时，BiVO减弱了反应体系O·s的透光性能，加强了光的散射，降低了反应体系对光O．4的吸收，使激发态反应物的浓度减小，进而使光催化言0．3降解苯酚的效率降低。0·l0141151IOUl70℃图1催化剂合成温度对含酚废水降解效果的影响由图1可以看出，160~C的催化剂降解效果最好，降解率为98．2％。原因可能是，当温度较低时，催化剂晶体生长

7、不成熟，活性较低；而温度较高时，图3BiVOa加入量对含酚废水降解效果的影晌会导致催化剂失活。2．1．3光照时间对降解效果的影响对160℃下合成的BiVO，在XRD一7000型x量取30mL目标含酚废水四份，加入0．03g在射线粉末衍射仪进行分析，如图2所示。可以看出，l60℃合成的催化剂BiVO4，5．4mLH2O2在500W160℃下合成的BiVO样品在20为28．7。、28．9。、汞灯下光照不同时间，考察光照时间对含酚废水降30．5。、34．8。、47。、53．3。、58．1。、60。处均出现了明显解效果的影响，结果如图4所示。的特征

8、衍射峰，与标准卡JCPDSNO．14—0688对比，此条件下合成的BiVO为单斜晶相BiVO。5Ooo40∞^3∞Od、，2：0oo’0。。0图4光照时间对含酚废水降解效果的影响