氧化铋硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

硅酸盐学报

· 144 ·2013年

DOI：10.7521/j.issn.0454–5648.2013.04.00 氧化铋/硅藻土复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

李焕，张青红，王宏志，李耀刚

(东华大学纤维改性国家重点实验室，上海 201620)

摘要：将硅藻土分散在硝酸铋溶液中，经冷冻干燥后于空气中煅烧得到了Bi2O3/硅藻土质量比为0.1:1～0.6:1的一系列复合光催化剂。用X射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜、比表面积及孔径分析仪等手段对所制备的产物进行了结构表征。以500W氙灯为光源，亚甲基蓝为模拟污水中有机染料，评价了复合光催化剂的可见光催化性能。结果表明：晶粒尺寸约31.7nm的Bi2O3较好地分散在硅藻土表面，既保留了硅藻土自身的多孔结构，又发挥了Bi2O3的可见光催化性能。负载Bi2O3的复合光催化剂能吸收波长小于520nm的可见光和紫外光，Bi2O3/硅藻土=0.4:1时，氙灯光照2h能将20mg/L的亚甲基蓝溶液降解90%以上。

关键词：硅藻土；氧化铋；冷冻干燥；亚甲基蓝；可见光催化

中图分类号：TB332 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2013)04–

网络出版时间：网络出版地址：

Preparation and Visible-light Photocatalytic Properties of Bi2O3/Diatomite

Composite Photocatalyst

LI Huan，ZHANG Qinghong，WANG Hongzhi，LI Yaogang

(State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials, Donghua University, Shanghai 201620, China)

Abstract: Bi2O3/diatomite composite photocatalysts in a mass ratio of Bi2O3 to diatomite range from 0.1:1.0 to 0.6:1.0 were prepared via freeze-drying and subsequent calcination in air. The as-prepared Bi2O3/diatomite composite photocatalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM) and N2 adsorption-desorption measurement as well. The photocatalytic properties of the samples were investigated through the photocatalytic degradation of methylene blue (MB) under visible light irradiation using a 500W Xe lamp. The results show that the Bi2O3 nanoparticles with the particle size of 31.7nm can be well dispersed on the diatomite surface. With the porous structure of diatomite and the photocalalytic properties of Bi2O3, the Bi2O3/diatomite composite photocatalysts gave a better photocalalytic property under visible light irradiation, and the degradation rate of methylene blue (20mg/L) reached>90% after 2h visible light irradiation over the composite Bi2O3/diatomite of 0.4:1.0.

Key words: diatomite; Bi2O3; freeze-drying; methylene blue; visible light photocalalytic

纺织印染废水中的染料多为含偶氮键、苯环、多聚芳香环等的毒性有机氧化物[1]，大量未经有效处理的废水排入水体中，对环境造成严重污染[2]。因此，消除废水中的有机污染物成为染料废水治理首先要解决的问题。近年来的工作表明，光催化这种先进的氧化方法具有能够完全氧化降解有机污染物[3]，不产生二次污染、常温反应等优点，因而在环境治理尤其是污水处理领域具有广阔的应用前景[4]。虽然半导体纳米晶催化剂效率高，但从液相中分离回收困难[5]，大大制约了其广泛应用。近年来，很多研究者尝试将纳米晶光催化剂固定或负载于不同载体得到负载型光催化剂，载体主要有：活性炭、硅胶、沸石、纤维[6–10]等。硅藻土是一种非金属矿物，储量丰富，成本低，具有独特的多孔结构、强吸附性、大比表面积、化学性质稳定等优点[11–12]，是一种较理想的光催化剂载体，可通过自然沉降进

收稿日期：2012–11–12。修订日期：2012–11–22。

基金项目：国家科技支撑计划(2006BAA04B02-01)；上海市重点学科建设项目(B603)资助。

第一作者：李焕(1985—)，女，硕士研究生。

通信作者：张青红(1966—)，男，博士，教授。Received date:2012–11–12. Revised date: 2012–11–22.

First author: LI Huan (1985–), female, Master candidate.

E-mail: 359999610@

Correspondent author: ZHANG Qinghong (1966–), male, Ph.D., Professor.

第41卷第4期2013年4月

硅酸盐学报

JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY

Vol. 41，No. 4

April，2013

2013-03-02 09:39/kcms/detail/11.2310.TQ.20130302.0939.021.html