Cu2O光电催化降解刚果红的研究.pdf

第4卷第7期
应用化工.
Vol 44 No
2015年7月
Applied Chemical Industry
Jul.2015
纳米ZnO/Cu2O光电催化降解
刚果红的研究
方涛,史宝利,陈立钢,王玉峰,刘本オ
(东北林业大学理学院,黑龙江哈尔滨150040)
摘要:以纳米氧化锌与纳米氧化亚铜按一定的比例制备了复合光催化剂,以30mg/L刚果红为模拟污染物,进行
了光电催化脱色降解的研究。考察了光催化剂比例、降解方式、不同电解质、pH值和反应温度对刚果红脱色率的
影响。结果表明,纳米氧化锌和纳米氧化亚铜以质量比6:1为光催化剂,采用髙压汞灯作光源,0.05mol/L的硫酸
钠作电解质,pH为9,温度为40℃下,光电催化降解刚果红1h,脱色率达到91,40%,COD去除率达60.09%
关键词;纳米氧化锌;纳米氧化亚铜;光电催化;刚果红
中图分类号:TQ085.41文献标识码:A文章编号:1671-3206(2015)07-1226-04
Photoelectrocatalytic degradation Congo red using
nano Zno/Cu, O photocatalyst
FANG Tao, SHI Bao-li, CHEN Li-gang, WANG Yu-feng, LU Ben-cai
College of Science, Northeast Forestry University, Haerbin 150040, China
Abstract: The photocatalyst of nano Zno/Cu2 O was prepared by a certain proportion. The photoelectrocat
alytic decolorization degradation rate, 30 mg/L Congo red used in simulating pollutant, was studied with
irradiation by the high pressure mercury lamp. Effects of the ratio of photocatalyst, degradation way
electrolyte type initial solution PH and reaction temperature on the decolorization rate of Congo red were
investigated. The results show that the mass ration of nano-zno and nano-cu2o is 6: 1, the Na,, con-
centration is 0.05 mo/L, initial ph is temperature is C, using high pressure mercury lamp as light
source, photoelectrocatalytic reaction 1 h, the decolorization rate reached 91. 40%, and COD removal rate
reached 60.09%
Key words: nano-zno nano-cu2 0; photoelectrocatalysis; Congo red
刚果红是一种典型的联苯胺类直接偶氮染料,度约为2.17cV,属窄带隙半导体,可直接利用太阳
在生产和使用过程中易进入水体,对生态环境有一光中波长为400~800nm的可见光,激发出光生电
定的危害叫。而传统的生物降解率低,生化处理方子空穴对,引发光催化反应7?。Cu20也存在着由
法很难对其进行完全降解2],基于此,研发新的处于光生电子和空穴复合所导致的催化效率不高的问
理刚果红染料废水的方法具有重要的现实意义
题。制备复合半导体是提高光催化剂催化效率的
纳米Zn0是一种半导体光催化剂,在光照射种重要方法
下,当一个具有一定能量的光子或者具有超过这个
本实验将纳米氧化锌和纳米氧化亚铜掺杂制备
半导体带隙能量E。的光子射入半导体时,一个电子成复合光催化剂,以刚果红为模拟污染物,考察了不
从价带上激发到导带上,而留下了一个空穴。电子同的反应条件下,对刚果红脱色率的影响。
在材料的表面态被捕捉,价态电子跃迁到导带,价带
实验部分
的空穴把周围环境中的羟基电子抢夺过来使羟基变
成自由基,作为强氧化剂而完成对有机物的降
1原料与仪器
解“?。纳米Cu2O为P型直接带隙半导体,禁带宽
刚果红、纳米氧化锌、纳米氧化亚铜、浓硫酸、氢
收稿日期:2015-04-06修改稿日期:2015-04-20
基金项目:国家自然科学基金项目(21376048);黑龙江省教育斤科研项目(12533026);黑龙江省青年科学基金项目
(QC2014C005
作者简介:方涛(1979-),男,溯北天门人,东北林业大学讲师,博士,主要从事光电催化水处理研究。电话:0451
82190679,e-mailnefuft(@163.com