Ni(OH)2@ACSs/BiOCl的制备及其光催化性能研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ztlzp
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Bi OCl作为一种新型间接带隙半导体光催化剂,以其独特的开放式层状结构和间接跃迁模式引起研究者越来越多的关注,被认为是极具应用潜力的光催化材料。目前针对Bi OCl光催化剂的修饰改性和形貌控制大都集中在纳米级别的粉体催化剂上,粉体催化剂存在易团聚、易沉积、回收利用困难等问题,这些问题极大地限制了Bi OCl光催化剂的实际应用。为解决以上问题,本文选取活性炭球(ACSs)为研究对象,在优化其制备条件的基础上,成功制得了Ni(OH)2掺杂的活性炭球(Ni(OH)2@ACSs),并以此为载体,将Bi OCl光催化剂包裹于其上,制备出Ni(OH)2@ACSs/Bi OCl光催化剂。载体Ni(OH)2@ACSs具有孔径结构发达、中孔率高,有利于吸附大分子有机物质的特性,此外Ni(OH)2的加入又可以及时消耗光生空穴,抑制光生电子-空穴复合,提高光催化反应活性。具体研究内容如下:1.酚醛树脂基活性炭球(ACSs)的制备及表征(1)以间甲苯酚和甲醛为反应单体,采用悬浮聚合法制备了酚醛树脂基活性炭球,并探究了单体摩尔比、分散剂用量、固化剂用量、催化剂种类及搅拌速率对酚醛树脂球粒径分布的影响,通过优化工艺参数,最终制得粒径≥0.9 mm的酚醛树脂球所占比例达89%。(2)粒径≥0.9 mm酚醛树脂球的最佳制备工艺为:间甲苯酚与甲醛摩尔比为1:1.3,催化剂三乙胺1.5 m L,分散剂聚乙烯醇(PVA)为1.5 g,固化剂六次甲基四胺(HMTA)为2.0 g,反应温度为98±1oC,搅拌速度和反应时间分别为500 r/min和3 h,在此条件下制得粒径≥0.9 mm酚醛树脂球占总产物的89%。(3)对上述方法制得的酚醛树脂球进行炭化-活化处理从而得到酚醛树脂基活性炭球(ACSs)。BET测试其比表面积为935 g/m2,总孔容为0.412 g/m3,中孔率为6.6%。2.Ni(OH)2@ACSs/Bi OCl的制备及光催化性能(1)在悬浮聚合法制备酚醛树脂球的过程中加入了x g(x=0,0.5,1.0,...,3.0)Ni(NO3)2·5H2O作为Ni源,制得了含Ni酚醛树脂球,再经过炭化-活化步骤制得了一系列Ni(OH)2含量不同的活性炭球,记为x-Ni(OH)2@ACSs,以此活性炭球为载体,利用浸渍法将Bi OCl光催化剂包裹于其上,制得了x-Ni(OH)2@ACSs/Bi OCl复合催化剂。(2)X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表明Ni(OH)2成功掺杂到活性炭球内部,N2等温吸脱附曲线(BET)计算发现Ni(OH)2的加入使活性炭球的中孔率增加,当x取值由1.0增加至1.5时,中孔率由24%增加至39%。X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表明所制Bi OCl晶型良好并以棒状结构包裹于活性炭球表面。(3)以间苯二酚(RC)和亚甲基蓝(MB)为目标降解物,在模拟太阳光下检测x-Ni(OH)2@ACSs/Bi OCl复合催化剂的光催化性能。实验发现,x-Ni(OH)2@ACSs/Bi OCl的光催化性能明显高于ACSs/Bi OCl,当x=1.5时,光催化活性最好,分别光照50 min、150 min后可将间苯二酚(RC)和亚甲基蓝(MB)全部降解。实验还探索了降解100 m L间苯二酚的最佳条件:1.5-Ni(OH)2@ACSs/Bi OCl复合催化剂用量为0.2 g,间苯二酚初始浓度为10 mg/L。(4)实验表明1.5-Ni(OH)2@ACSs/Bi OCl降解间苯二酚(RC)和亚甲基蓝(MB)的活性物种是h+和·O2-,其中·O2-所起作用更大。Ni(OH)2加入使光催化活性增加的原因在于:一方面,Ni(OH)2的加入可以调节活性炭球孔径结构,增大中孔率,从而提高其对大分子有机物质的吸附;另一方面,在光催化反应中Ni(OH)2可以及时消耗光生空穴,抑制光生电子-空穴复合,生成更多的活性物种·O2-参与反应;同时Ni(OH)2自身被氧化为Ni OOH参与有机物的降解反应,从而提高光催化反应活性。
其他文献
2013年8月22日,中国艺术研究院马克思主义文艺理论研究所当代文艺批评中心举办了第二十七期"青年文艺论坛",本期论坛的主题是"‘窃听故事’与意识形态的表述——以影视作品为
《彼得堡》:在人文价值内涵上空前增生的文本林精华表面看来,别雷的小说文本作为一种实践性产物,几乎完全陷入语言试验的魔圈之中。他也承认“在一些人眼中,我是在实验室里对语言
通过对近年中医药治疗肝硬化疾病的相关内容进行分析、总结,参考大量的临床及理论资料,试从中医辨证内治法及外治法2个不同的方面进行论述。初步探析和比较各治疗方法的差别,
随着财务税收的不断改革,"营改增"是成为目前国家财政税收体制改革的重点部分,对建筑行业的"营改增"建筑行业以及建筑行业中下游产业链,对我国的建筑行业的发展产生了重大影
<正> 一、前言我厂合成氨是以天然气为原料,采用一、二段蒸汽转化、中低变、二乙撑三胺(1975年8月前为氨基乙酸)钾碱液脱碳、甲烷化流程的4.5万吨/年型氨装置。脱碳再沸器是
目的探讨超声引导下动脉穿刺置管在临床麻醉中的应用效果。方法将本院手术室于2017年1月—2019年2月进行手术治疗的120例患者为研究对象,在麻醉前均需进行动脉置管,以计算机
采用FLAC3D对综采工作面超前支撑压力分布规律、煤柱变形特征进行了数值模拟分析。在此基础上,对采区采动大巷围岩应力分布特征进行了研究。结果表明:工作面合理的停采线位置
<正>当前,语篇教学是小学高年级英语课堂教学的一个热门话题。小学阶段语篇教学的关键是培养学生的语篇意识,其价值主要体现于阅读教学,在阅读教学中帮助学生获取信
目的探讨中医治疗配合微创手术治疗老年踝骨骨折的临床疗效。方法对本院从2016年3月~2018年3月间收治的踝骨骨折老年患者一般数据进行整理,获得患者同意后挑选80例进行本次实
近日,红帽公司宣布将针对企业利用下一代虚拟化技术推出三项战略举措。这些举措将使客户可以横跨整个IT基础架构部署虚拟化。