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光催化降解利用光能分解有机污染物、杀灭细菌等,光催化剂可以反复使用,是一种理想的环境治理技术,有巨大的发展空间。为了有效地利用太阳光,研究在可见光下具有高效光催化活性的催化材料具有重要的意义。
本文以NaVO3·H2O和AgNO3为反应物,采用水热法合成可见光催化剂Ag3VO4,并通过XRD、SEM、BET、UV-vis DRS等表征,研究了pH、水热温度和时间对催化剂的晶型、粒径、比表面积和催化活性等方面的影响。结果表明,pH为弱碱性、160℃水热合成6h的Ag3VO4可见光催化活性最好;该条件下合成的Ag3VO4BET比表面积为1.12m2/g,平均粒径为0.4~1 um,吸收边带达到580nm左右,能隙禁带宽为2.2eV。
考察了催化剂投加量和溶液初始浓度对Ag3VO4可见光催化降解4BS染料溶液和硝基苯溶液的影响,以及催化剂对有机物的暗吸附和催化剂的重复使用,并初步研究了Ag3VO4可见光催化降解硝基苯的机理。
研究结果表明:4BS溶液初始浓度为20mg/L时,催化剂的最佳投加量为2g/L,光照150min后,去除率可达95.8%。催化剂投加量为1.0g/L,在硝基苯溶液浓度为51mg/L~321mg/L的范围内,光照150min后硝基苯去除率均达到90%以上。
催化剂重复使用前后结构和成分稳定,光催化活性基本稳定,略有下降。Ag3VO4可见光催化降解硝基苯的过程中硝基苯的苯环被打破,没有其他苯环类物质生成。