BiOCl吸附-光催化去除水中典型有機污染物的機理研究.pdf

1、BiOCl（氯氧化鉍）是一種新型光催化材料，對水環(huán)境中的染料、藥物和個人護理用品(PPCPs)等有機污染物具有高效的去除作用。目前，關于BiOCl去除水中有機物的作用機理一般認為是由光催化氧化引起的，而嚴重忽略了其對有機物的吸附作用。本文選擇6種染料、3種PPCPs以及多種小分子有機物羧酸作為目標污染物，研究了BiOCl吸附/光催化去除它們的效能和機理，并重點研究了BiOCl吸附典型染料和PPCPs的作用機制。
　　首先采用溶劑熱

2、法成功的制備了BiOCl微米球，通過X射線衍射(XRD)，掃描電鏡(SEM)，透射電鏡(TEM)，高分辨透射電鏡(HRTEM)，N2吸附。脫附、紫外-可見反射光譜等技術手段對制備的催化劑進行了表征。制備BiOCI微米球直徑約為3-5μm，每個微球都由粒徑小于20 nm的納米顆粒組成，其BET比表面積為16.31 m2/g，禁帶寬度為3.38 eV。
　　BiOCl微米球對水中有機物的吸附能力直接決定了其對有機物的光催化活性。吸附率

3、越高、光催化活性越高;沒有吸附就沒有可見光催化活性。吸附率占BiOCl可見光催化去除率的比重為80％-95％以上;吸附率占BiOCl紫外光催化去除率的比重為30％-90％以上。確認了BiOCl與有機物之間光催化氧化的作用有限，其高光催化活性，主要來源于吸附作用。
　　BiOCl自身會發(fā)生水解，其外表面的Cl可以發(fā)生解離形成Clˉ，并在裸露出的Bi表面吸附OH-。有機物分子可以與Cl-、OH-競爭吸附于Bi表面，使Bi的外電子層與有

4、機物中的共軛π鍵形成軟酸對軟堿的絡合反應。通過紅外光譜(FTIR)與X-射線光電子能譜(XPS)分析進一步證明了有機羧酸與BiOCl吸附通過Bi與羧基的絡合成鍵反應發(fā)生。最后通過大量小分子有機物吸附實驗，發(fā)現(xiàn)了BiOCl吸附有機羧酸效率與其兀電子云密度與半徑正相關，BiOCl微米球吸附有機物效率受到Cl解離后空穴內空間位阻的影響。
　　本文提出的BiOCl吸附有機物的作用機理可以有效解釋了BiOCl選擇性去除水中有機物的實驗現(xiàn)象，