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材料导报:研究篇
2010年7月(下)第24卷第7期
Y2O3/WO3光催化降解溴酚蓝染料的研究
崔玉民,张文保,苗慧,王洪涛
(阜阳师范学院化学化工学院,阜阳236041
摘要采用光催化剂Y2O/WO3对含溴酚蓝染料废水的处理进行了研究,探讨了光催化剂作用机理,讨论了
光催化剂组成、用量、试液pH值、光照时间与溴酚蓝染料溶液腕色率的关系。结果表明,当(Y2O3)=1,5%、50mL
时试液的起始质量浓度为20mg/L,催化剂用量为0.400g,pH=7.0,光照6h时澳酚蓝楽料溶液的脱色率可达
96.8%。
关键词光催化剂溴酚蓝染料三氧化钨三氧化二钇
中图分类号:O644
文献标识码:A
Study on the Photocatalytic Degradation of Bromphenol Blue with Y2 0] /WO.
CUI Yurnin, ZHANG Wenbao, MIAO Hui, WANG Hongtao
( School of Chemistry and Chemical Engineering, Fuyang Teachers College, Fuyang 236041
Abstract The treatment of waste water containing bromphenol blue( BPB) using Y2 /WO] is studied. Re
eac
on mechanism of photocatalysis is probed. The relationships between the composition of heterogeneous photocata-
lyst, PH, illumination time and the decolorizing rate of BPB are discussed. The results show that the decolorizing rate
of BPB can reach 96.8% using Y2 /WO as heterogeneous photocatalyst when w(Y2()is 1.5%, initial concentra
tion of 50ml BPB is 20mg/L,amount of catalyst is 0. 400g, PH value is 7.0, illumination time is 6].
ds photocatalyst, bromphenol blue, tungsten trioxide, yttrium trioxide
0引言
强氧化性,光生电子具有强还原性,二者可形成氧化还原体
系。对于染料光催化降解2,在可见光照射下,染料溶液的
半导体光催化技术作为一种高级的氧化技术,因具有降WO2光催化降解不仅破坏了染料分子中的共轭发色体系,而
解能力强、降解彻底、反应条件温和、能耗低、催化材料易得、且破坏了其分子结构,吸附在WO表面上的染料被激发后
无二次污染等优点,在环境污染治理领域有着广阔的应用前向WO。导带注入一个电子生成正碳自由基,导带中的电子
景,2。为了改善WO光催化功能材料的性能,必须扩大其可与溶解在水中的(の2生成?O2,并进一步转化成HOO?或
对光谱的吸收范围,提高光催化活性。近年来,研究者采取羟基自由基?OH。这些高活性自由基进攻染料自由基后,
了多种方法对TiO2进行改性处理,如细化晶粒、増大比表?OH与发色基团Ar、N=N-Ar中的N=N反应生成Ar
面积、复合半导体间、沉积贵金属?、离子修饰等,其中,NO、ArNA等,经过一系列复杂的氧化反应,染料被分解成
复合半导体是提高光催化活性的重要途径之--。在基质小的有机物及矿化产物(如CO2、H2O、NO3~、SO2-、PO)3
WO中掺杂金属氧化物能提高光催化活性四,但掺杂剂的存等)。
在形态以及含量强烈影响着光催化剂表面光生电子和空穴
染料的存在更有助于半导体价带中电子的跃迁n,因为
的复合,进而影响其光催化反应活性。本实验采用浸渍法制染料BPB本身是一种光敏催化剂(光),在光催化降解过程
备纯的及掺杂不同量钇的WO粒子,以高压汞灯为光源,溴中,吸附在光催化剂WO3表面上的BPB首先吸收较长波长
酚蓝(简称BPB)水溶液的脱色为模型反应,研究了Y2O./的光使其HOMO(最高填充轨道)上的电子跃迁到LUMO
WO的光催化降解反应活性,结果表明,掺杂Y2O。的WO3(最低空轨道)上,然后转移到光催化剂WO2的导带上,在染
粒子比纯WO。粒子的光催化反应活性高。
料分子的协助下,半导体光催化剂可以被较长波长的光激
发,使半导体WO吸收光的范围向可见光区域延伸扩大,不
1光催化反应机理
但有效提高了催化剂的光催化活性,而且还可直接利用太阳
当半导体光催化剂(如WO2等)受到能量大于禁带宽度光来处理染料废水达到降解脱色的目的。综上所述,光催化
E2)的光照射时,其价带上的电子(e-)受到激发,越过禁带反应过程中所产生的高活性强氧化性的?OH、?OOH及光
进入导带,在价带中留下带正电的空穴(h')。光生空穴具有敏化产生的强还原性的光生态电子共同降解有机污染
米安徽省科技计划项目(090518026);安徽高校省级自然科学研究重点项目(KJI2010A254)
崔玉民:男,1964年生,硕士,教授,研究方向为光催化及有机合成E-mail: cyme(c126.Com