高級(jí)氧化和可見(jiàn)光照射協(xié)同作用下Bi2WO6對(duì)有機(jī)污染物降解的催化活性增強(qiáng)

摘要：隨著工業(yè)化社會(huì)的不斷發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重。尤其是工業(yè)廢水問(wèn)題一直是催化降解領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。光催化與高級(jí)氧化工藝（AOPs）耦合技術(shù)因?yàn)榫哂懈咝?、無(wú)選擇性、處理?xiàng)l件溫和等特點(diǎn)，被認(rèn)為是一種高效的有機(jī)污染物降解技術(shù)。本文以十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）表面活性劑作為模板，采用簡(jiǎn)單的水熱法制備了鎢酸鉍（Bi2WO6）納米花。通過(guò)X射線衍射（XRD）、傅里葉紅外光譜（FTIR）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、X射線光電子能譜（XPS）和紫外-可見(jiàn)漫反射光譜（DRS）技術(shù)對(duì)其微觀形貌、晶相、表面化學(xué)元素狀態(tài)和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。為了研究鎢酸鉍（Bi2WO6）納米花的催化性能， 在不同催化體系下降解有機(jī)污染物羅丹明B （RhB）， 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)， 于vis/過(guò)硫酸鹽（PMS）/Bi2WO6體系下，40 min內(nèi)對(duì)RhB的去除率高達(dá)96.39%，明顯優(yōu)于PMS/Bi2WO6 （40 min內(nèi)去除率為38.77%）和vis/Bi2WO6 （40 min內(nèi)去除率為31.82%）體系，表明可見(jiàn)光照射和PMS的協(xié)同作用加速了Bi2WO6對(duì)RhB降解的催化活性。此外，還研究了催化劑劑量、PMS濃度、pH值和離子濃度等環(huán)境參數(shù)對(duì)催化體系催化性能的影響。結(jié)果表明，環(huán)境參數(shù)對(duì)vis/PMS/Bi2WO6系統(tǒng)中RhB的去除率影響不大，RhB的去除率也高達(dá)90%。相反，環(huán)境參數(shù)對(duì)vis/PMS/ Bi2WO6體系下催化降解率（K）有明顯影響，K值會(huì)隨著催化劑劑量和PMS濃度的增加而增大。在pH不同環(huán)境下，K值會(huì)隨著催化體系中pH值的升高，先增大后減小。當(dāng)催化體系中的pH = 7時(shí)，催化降解率達(dá)到最大值（0.1502 min?1）。有趣的是，體系中Cl?的存在有利于提高催化降解效率。相反，體系中CO32?的存在會(huì)明顯抑制催化降解效率。循環(huán)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也驗(yàn)證了催化劑在降解有機(jī)染料方面具有良好的穩(wěn)定性。此外，淬滅實(shí)驗(yàn)和EPR測(cè)試結(jié)果表明，超氧自由基（·O?2 ）和單線態(tài)氧（1O2）對(duì)有機(jī)污染物的降解起著重要作用。Bi2WO6在vis/PMS協(xié)同催化體系中的優(yōu)異催化活性得益于其顯著的可見(jiàn)光響應(yīng)下光催化活性和鉍離子對(duì)PMS的超強(qiáng)活化能力。

關(guān)鍵詞：光催化；高級(jí)氧化過(guò)程；Bi2WO6；過(guò)硫酸鹽；羅丹明B

中圖分類(lèi)號(hào)：O643