解决环境污染和能源短缺是目前国际上一个重要前沿研究课题。水体中有机污染物特别是有机染料的污染严重破坏水资源环境、威胁人体和水生物的健康。光催化氧化技术是目前水体污染物降解比较成熟的工艺技术,是国际上前沿的应用基础研究领域,利用太阳光廉价资源,通过光催化氧化技术可有效降解水体中有机污染物。本项目采用水热合成技术,研制的纳米级光催化剂焦钒酸锌未见文献报道,其在降解有机污染物如有机染料、酚类等效果显著,其优异的光催化降解活性可为后续的实际应用研究提供可靠的理论和实验参考价值;对目前污水深度治理,解决环境污染和能源短缺问题具有重要的研究意义。
本研究项目以氧化锌和五氧化二钒为主要原料,利用水热法合成焦钒酸锌纳米棒新型光催化剂,并研究其在可见光激发下深度降解有机污染物代表物亚甲基蓝的光催化性能,还探讨了催化剂加入量、亚甲基蓝初始质量浓度等因素对光催化降解效果的影响以及可能的光催机理。研究结果表明:亚甲基蓝质量浓度为10 mg/L,催化剂加入量为1.2 g/L时,光催化氧化有机染料效果最佳,240 min后降解率高达95%;光催化氧化反应过程中的主要氧化性物种为超氧自由基•O2和空穴h+;光催化降解动力学符合Langmiur-Hinshelwood一级动力学模型。
该研究成果对解决目前节能环保、高效去除污水中有机污染物具有重要的社会及经济研究价值。
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