本發(fā)明涉及用于紡織印染行業(yè)工業(yè)有機(jī)染料廢水處理的光催化劑,具體涉及一種鈣鈦礦氧化物摻雜TiO2光催化劑。
背景技術(shù):
我國(guó)是染料生產(chǎn)大國(guó),各種染料年產(chǎn)量已達(dá)90萬(wàn)噸,染料產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的60%左右。紡織印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放量大,處理難度高,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)印染廢水每天排放量3×106 -4×106 m3,占總工業(yè)廢水排放量的35%。來自染料工業(yè)和紡織工業(yè)的染料廢水,成為當(dāng)前重要的環(huán)境污染源。這些排出含有殘留染料影響水質(zhì),恐脅公共衛(wèi)生,其中某些偶氮染料或它們的代謝物(例如芳香胺)有嚴(yán)重毒性的,是潛在的致癌物。由于含有有機(jī)染料廢水強(qiáng)烈抵觸微生物降解,不可避免地轉(zhuǎn)化為有毒或致癌物質(zhì),成為非常嚴(yán)峻的環(huán)境問題,威脅人類健康。
目前的一些處理染料廢水的方法有吸收法、生物降解法、氧化法、膜過濾等,由于在染料分子中存在很大程度的芳香結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)代染料穩(wěn)定性,傳統(tǒng)生物處理方法對(duì)于脫色和降解的效果不佳,在如絮凝、活性炭吸附、超濾、合成吸附樹脂離子交換、反滲透、活性污泥等過程中,只是將染料化合物從水相轉(zhuǎn)移到另一相,不能消除染料污染,難以完全毀滅染料污染物,在過程中存在很大的缺陷,潛在進(jìn)一步二次污染問題。此外,吸附劑再生或循環(huán)以及污泥后處理需要昂貴的費(fèi)用。當(dāng)前最普通的實(shí)際處理污水的技術(shù)包括物理、化學(xué)、生物過程,通常效果不佳、復(fù)雜且花費(fèi)昂貴。
光催化氧化法是近二十年來研究開發(fā)的新技術(shù),在充足的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)將印染廢水中的有機(jī)物氧化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物,減少了二次污染,具有良好的發(fā)展前景。非均相光催化被認(rèn)為是一種最具有發(fā)展前途的非生物降解方法,過程中分解有機(jī)物成無(wú)害的物質(zhì)。TiO2性質(zhì)穩(wěn)定,價(jià)格低廉,又具有眾多獨(dú)特的性能,在有機(jī)污水處理中已有一些應(yīng)用。但其較寬的禁帶和較低的量子產(chǎn)率,在紫外光輻射下效果好,而在日光輻射下效果差,因此限制了TiO2的發(fā)展。
鈣鈦礦型復(fù)合氧化物( ABO3 )在光催化的優(yōu)越性越來越受到人們重視,由于其禁帶較窄, 可吸收可見光發(fā)生電子躍遷,表現(xiàn)出良好的光催化活性,可用于有機(jī)物的光催化降解,在光催化劑存在的條件下,當(dāng)適當(dāng)波長(zhǎng)的光照射水溶性染料的懸浮液時(shí),催化劑表面會(huì)產(chǎn)生電子-空穴對(duì),空穴進(jìn)一步和水作用產(chǎn)生活性較強(qiáng)的羥基自由基OH·, 與吸附在催化劑表面的染料分子發(fā)生氧化還原反應(yīng),將其降解為無(wú)機(jī)小分子,但是,鈣鈦礦氧化物存在成本較高的不足,不利于推廣。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種在日光輻射下降解效果好且成本更低的光催化劑。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明公開了一種鈣鈦礦氧化物摻雜TiO2光催化劑,其特征在于:所述催化劑為BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2,x=0~1,δ=0~3,鈣鈦礦摻雜比為35%-90%。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述鈣鈦礦氧化物摻雜TiO2光催化劑的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明公開了一種鈣鈦礦氧化物摻雜TiO2光催化劑的制備方法,其特征在于:將研磨后的BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ,x=0~1,δ=0~3,置于無(wú)水乙醇中進(jìn)行攪拌,得到懸濁液;按鈣鈦礦摻雜比將相應(yīng)分量的銳鈦礦型TiO2水熱粒子加入到懸濁液充分?jǐn)嚢杌旌?,直至勻漿狀,在60-80℃下水浴蒸干懸濁液與銳鈦礦型TiO2水熱粒子的混合液,再研磨成顆粒,放入馬弗爐中,400-800℃煅燒8h,研磨后,制得目標(biāo)產(chǎn)物。
本催化劑由于摻入了價(jià)格低廉的TiO2,較之單獨(dú)采用鈣鈦礦型復(fù)合氧化物,成本大為降低。同時(shí),鈣鈦礦氧化物與TiO2的復(fù)合催化劑,光催化吸收波長(zhǎng)紅移,可以在常溫日光下,達(dá)到了低成本高效率降解染料等有機(jī)化合物的目的,而鈣鈦礦摻雜比為65%的催化劑擁有最好的光催化能力,該催化劑在105min時(shí)的催化率為100%,并且在30min之后該鈣鈦礦摻雜比的催化劑的催化率超過了純TiO2的催化率,具有很好的應(yīng)用前景。
本發(fā)明的下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
附圖說明
圖1為鈣鈦礦摻雜比為65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2的XRD圖譜;
圖2為 鈣鈦礦摻雜比為65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2的XRD圖譜;
圖3為鈣鈦礦摻雜比為65%的BaFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2的XRD圖譜;
圖4為鈣鈦礦摻雜比為65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/ TiO2 850℃煅燒后樣品的SEM圖;
圖5為鈣鈦礦摻雜比為65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/ TiO2 850℃煅燒后樣品的SEM圖;
圖6為鈣鈦礦摻雜比為65%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/ TiO2 850℃煅燒后樣品的SEM圖;
圖7為酸性藍(lán)黑10B的紫外分光光度計(jì)的掃描圖;
圖8為不同鈣鈦礦摻雜比的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑光催化AB降解率曲線圖;
圖9為鈣鈦礦摻雜比為65%的 SrFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑不同濃度光催化AB降解率曲線圖;
圖10為鈣鈦礦摻雜比為65%的 SrFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑在不同起始AB濃度下光催化降解效率曲線圖;
圖11為鈣鈦礦摻雜比為65%的 SrFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑在不同pH值下光催化降解AB曲線圖;
圖12為不同鈣鈦礦摻雜比的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑光催化AB降解率曲線圖;
圖13為鈣鈦礦摻雜比為65%的 Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑不同濃度光催化AB降解率曲線圖;
圖14為鈣鈦礦摻雜比為65%的 Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑在不同起始AB濃度下光催化降解率曲線圖;
圖15為鈣鈦礦摻雜比為65%的 Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑在不同pH值下光催化降解AB曲線圖;
圖16為不同鈣鈦礦摻雜比的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑光催化AB降解率曲線圖;
圖17為鈣鈦礦摻雜比為65%的 BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑不同濃度光催化降解AB降解率曲線圖;
圖18為鈣鈦礦摻雜比為65%的 BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑在不同起始AB濃度下光催化降解率曲線圖;
圖19為鈣鈦礦摻雜比為65%的 BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑在不同pH值下光催化降解AB曲線圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明鈣鈦礦氧化物摻雜TiO2光催化劑為BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2,其中x=0~1,δ=0~3,鈣鈦礦摻雜比范圍為35%-90%,當(dāng)鈣鈦礦摻雜比為65%時(shí)性能最為優(yōu)良。下面將結(jié)合具體實(shí)施例作進(jìn)一步說明。
BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2(x=0~1,δ=0~3)的制備:按原料Ba(NO3)2 、Sr(NO3)2 、Co(NO3)2·6H2O 、Fe(NO3)3·9H2O 化學(xué)計(jì)量比(mol)、檸檬酸 1.5mol配比稱量好后,將上述藥品放入1000mL的燒杯中,再加入約300mL蒸餾水,用玻璃棒充分?jǐn)嚢枞芙夂?,放置在恒溫磁力攪拌器上,并在溶液中插入溫度?jì),燒杯上蓋上表面皿,加熱攪拌。將溶液溫度升溫至90℃后,調(diào)節(jié)恒溫磁力攪拌器上的溫度,使溶液溫度控制在90-100℃之間,繼續(xù)恒溫?cái)嚢?-4h。然后,升高恒溫磁力攪拌器上的溫度,去掉燒杯上的表面皿,將水蒸發(fā),形成膠體,120℃下保溫干燥20h。
干燥后的樣品從燒杯中取出,盡量研細(xì),放入氧化鋁坩堝中,在箱式爐中進(jìn)行煅燒。煅燒前設(shè)定程序?yàn)椋好糠昼娚郎?℃,升溫至400℃保溫2 h,又繼續(xù)升溫至850℃保溫8h。煅燒好的樣品從坩堝中取出,放入研缽中研細(xì),得到黑色粉末的產(chǎn)品BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δx=0~1;δ=0~3。
具體實(shí)施例1:
將1.3g已經(jīng)研磨完畢的BaFe0.5Co0.5 O3-δ放入到100mL的燒杯中,加入40mL的無(wú)水乙醇,超聲充分?jǐn)嚢?0min,得到懸濁液;將0.7g銳鈦礦型TiO2水熱粒子加入到懸濁液充分?jǐn)嚢杌旌?,直至勻漿狀,銳鈦礦型TiO2水熱粒子,在70℃下水浴蒸干懸濁液與銳鈦礦型TiO2水熱粒子的混合液,再研磨成顆粒,放入馬弗爐中,650℃煅燒8h,研磨后,制得目標(biāo)產(chǎn)物,目標(biāo)產(chǎn)物的鈣鈦礦摻雜比為65%。
具體實(shí)施例2:
將1.5g已經(jīng)研磨完畢的BaxSr1-xFe0.5Co0.5 O3-δ(x=0,0.5,1)放入到100mL的燒杯中,加入40mL的無(wú)水乙醇,超聲充分?jǐn)嚢?0min,得到懸濁液;將0.5g銳鈦礦型TiO2水熱粒子加入到懸濁液充分?jǐn)嚢杌旌希敝羷驖{狀,銳鈦礦型TiO2水熱粒子,在70℃下水浴蒸干懸濁液與銳鈦礦型TiO2水熱粒子的混合液,再研磨成顆粒,放入馬弗爐中,650℃煅燒8h,研磨后,制得目標(biāo)產(chǎn)物,目標(biāo)產(chǎn)物的鈣鈦礦摻雜比為75%。
具體實(shí)施例3:
將1.0g已經(jīng)研磨完畢的BaxSr1-xFe0.5Co0.5O2(x=0,0.5,1)放入到100mL的燒杯中,加入40mL的無(wú)水乙醇,超聲充分?jǐn)嚢?0min,得到懸濁液;將1.0g銳鈦礦型TiO2水熱粒子加入到懸濁液充分?jǐn)嚢杌旌希敝羷驖{狀,銳鈦礦型TiO2水熱粒子,在70℃下水浴蒸干懸濁液與銳鈦礦型TiO2水熱粒子的混合液,再研磨成顆粒,放入馬弗爐中,650℃煅燒8h,研磨后,制得目標(biāo)產(chǎn)物,目標(biāo)產(chǎn)物的鈣鈦礦摻雜比為50%。
具體實(shí)施例4:
將0.9g已經(jīng)研磨完畢的BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ(x=0,0.5,1)放入到100mL的燒杯中,加入40mL的無(wú)水乙醇,超聲充分?jǐn)嚢?0min,得到懸濁液;將1.1g銳鈦礦型TiO2水熱粒子加入到懸濁液充分?jǐn)嚢杌旌?,直至勻漿狀,銳鈦礦型TiO2水熱粒子,在80℃下水浴蒸干懸濁液與銳鈦礦型TiO2水熱粒子的混合液,再研磨成顆粒,放入馬弗爐中,650℃煅燒8h,研磨后,制得目標(biāo)產(chǎn)物,目標(biāo)產(chǎn)物的鈣鈦礦摻雜比為45%。
具體實(shí)施例5:
將0.7g已經(jīng)研磨完畢的BaxSr1-xFe0.5Co0.5O3-δ(x=0,0.5,1)放入到100mL的燒杯中,加入40mL的無(wú)水乙醇,超聲充分?jǐn)嚢?0min,得到懸濁液;將1.3g銳鈦礦型TiO2水熱粒子加入到懸濁液充分?jǐn)嚢杌旌?,直至勻漿狀,銳鈦礦型TiO2水熱粒子,在70℃下水浴蒸干懸濁液與銳鈦礦型TiO2水熱粒子的混合液,再研磨成顆粒,放入馬弗爐中,550℃煅燒8h,研磨后,制得目標(biāo)產(chǎn)物,目標(biāo)產(chǎn)物的鈣鈦礦摻雜比為35%。
具體實(shí)施例6:
將1.3g已經(jīng)研磨完畢的SrFe0.5Co0.5O3-δ放入到100mL的燒杯中,加入40mL的無(wú)水乙醇,超聲充分?jǐn)嚢?0min,得到懸濁液;將0.7g銳鈦礦型TiO2水熱粒子加入到懸濁液充分?jǐn)嚢杌旌?,直至勻漿狀,銳鈦礦型TiO2水熱粒子,在75℃下水浴蒸干懸濁液與銳鈦礦型TiO2水熱粒子的混合液,再研磨成顆粒,放入馬弗爐中,400℃煅燒10h,研磨后,制得目標(biāo)產(chǎn)物,目標(biāo)產(chǎn)物的鈣鈦礦摻雜比為65%。
具體實(shí)施例7:
將1.3g已經(jīng)研磨完畢的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ放入到100mL的燒杯中,加入40mL的無(wú)水乙醇,超聲充分?jǐn)嚢?0min,得到懸濁液;將0.7g銳鈦礦型TiO2水熱粒子加入到懸濁液充分?jǐn)嚢杌旌?,直至勻漿狀,銳鈦礦型TiO2水熱粒子,在70℃下水浴蒸干懸濁液與銳鈦礦型TiO2水熱粒子的混合液,再研磨成顆粒,放入馬弗爐中,450℃煅燒10h,研磨后,制得目標(biāo)產(chǎn)物,目標(biāo)產(chǎn)物的鈣鈦礦摻雜比為65%。
具體實(shí)施例8:
將1.8g已經(jīng)研磨完畢的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ放入到100mL的燒杯中,加入40mL的無(wú)水乙醇,超聲充分?jǐn)嚢?0min,得到懸濁液;將0.2g銳鈦礦型TiO2水熱粒子加入到懸濁液充分?jǐn)嚢杌旌?,直至勻漿狀,銳鈦礦型TiO2水熱粒子,在80℃下水浴蒸干懸濁液與銳鈦礦型TiO2水熱粒子的混合液,再研磨成顆粒,放入馬弗爐中,800℃煅燒6h,研磨后,制得目標(biāo)產(chǎn)物,目標(biāo)產(chǎn)物的鈣鈦礦摻雜比為90%。
以下為對(duì)所得產(chǎn)物各項(xiàng)性能的分析研究:
1、結(jié)構(gòu)、性能表征SEM、TGA
1.1 XRD表征
圖1為鈣鈦礦摻雜比為65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2 850℃煅燒后樣品的XRD圖譜。從圖中可以看出,在2θ=25.30、32.80、48.08、58.48、68.74左右有特征峰存在,強(qiáng)度分別是2727.04、6546.67、3013.33、3213.33、2853.33左右。同時(shí)存在二氧化鈦與鈣鈦礦的特征峰存在,通過對(duì)在各個(gè)位置出現(xiàn)的峰值分析得出材料保持了立方形的鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)。
圖2 為鈣鈦礦摻雜比為65%Ba0.5Sr0.5Fe0.8Co0.2O3-δ/TiO2前驅(qū)體煅燒后樣品的XRD圖譜。從圖中可以看出在2θ=25.39、31.94、45.54、56.56、66.64左右有特征峰存在,強(qiáng)度分別是3294.72、6001.68、2270.71、2225.08、1731.68;通過對(duì)在各個(gè)位置出現(xiàn)的峰值分析得出: 煅燒后的Ba0.5Sr0.5Fe0.8Co0.2O3-δ/TiO2所得產(chǎn)物保持了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。
圖3為鈣鈦礦摻雜比為65%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2前驅(qū)體煅燒后樣品的XRD圖譜。從圖中可以看出在2θ=25.39、31.94、45.54、56.56、66.64左右有特征峰存在,強(qiáng)度分別是3254.52、3363.35、1365.39、1326.32、1589.51;通過對(duì)在各個(gè)位置出現(xiàn)的峰值分析得出: 煅燒后的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2所得產(chǎn)物有基本的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。
1.2SEM表征
圖4為鈣鈦礦摻雜比為65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/ TiO2 850℃煅燒后樣品的SEM圖。
圖5為鈣鈦礦摻雜比為65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/ TiO2 850℃煅燒后樣品的SEM圖。
圖6為鈣鈦礦摻雜比為65%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/ TiO2 850℃煅燒后樣品的SEM圖。
從這些圖可以看出:材料顆粒形狀相對(duì)均勻,催化劑的顆粒直徑較小,團(tuán)聚和粘連的情況也相對(duì)較少。其中SrFe0.5 Co0.5 O3-δ/TiO2直徑約為1-6μm;Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/ TiO2直徑約為2-10μm;BaFe0.5Co0.5O3-δ/ TiO2直徑約為1-5μm。
2、酸性藍(lán)黑10B的最大吸收波長(zhǎng)
對(duì)10mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液進(jìn)行紫外可見分光光度檢測(cè)如圖7,可確定其最大吸收波長(zhǎng)為618nm,在最大吸收波長(zhǎng)下測(cè)染料溶液的吸光度,最大吸光度為0.249,作為A0值。
3 光催化降解染料的研究
3.1 SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2光催化降解染料
3.1.1不同鈣鈦礦摻雜比光催化AB的降解效率
在100mL燒杯中加入50mL初始濃度為10mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液和1g/L的鈣鈦礦摻雜比為35%、45%、50%、65%、75%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑以及純TiO2,并每隔15min 進(jìn)行取樣,得到的反應(yīng)結(jié)果如圖8所示,由圖可知,5種不同摻雜量的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑中,鈣鈦礦摻雜比為65%的催化劑擁有最好的光催化能力,該催化劑在105min時(shí)的催化率為100%,并且在30min之后該鈣鈦礦摻雜比的催化劑的催化率超過了純TiO2的催化率。
3.1.2不同催化劑濃度下材料光降解影響
在250mL燒杯中加入200mL初始濃度為10mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液和不同質(zhì)量摻雜比為65%的 SrFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑,光照135min,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖9所示,隨著光照時(shí)間增長(zhǎng),光催化效率增加;同一光照時(shí)間,催化劑用量增加,催化效率總體呈增加趨勢(shì)。在2.5g/L催化劑量后,增大催化劑用量對(duì)染料的降解效果增加不明顯,因此,確定2.5g/L的催化劑量來光降解染料,其最大降解率為100.00%。
3.1.3不同起始AB溶液對(duì)光催化降解的影響
在250mL燒杯中加入200mL初始濃度分別為5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液和2.5g/L摻雜比為65%的SrFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑,并光照135min,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖10所示,較長(zhǎng)時(shí)間輻射,起始染料濃度較低或較高,催化效率較高;當(dāng)濃度達(dá)到5mg/L時(shí),SrFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑對(duì)酸性藍(lán)黑10B染料的降解效果最好,在120min時(shí),光催化降解率為100.00%。
3.1.4不同pH值下光催化AB降解率
在250mL燒杯中加入200mLpH分別為5、6、7、8、9濃度為10mg/L酸性藍(lán)黑10B溶液和2.5g/L摻雜比為65%的SrFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑,并在最佳光照時(shí)間135min下,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖11所示,隨pH增加染料降解率呈上升趨勢(shì)。染料降解率在pH為9.00和7.00時(shí)達(dá)到最大,在105min時(shí),降解率為100%。
3.2 Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2光催化降解染料
3.2.1不同摻雜比光催化降解AB的影響
在100mL燒杯中加入100mL初始濃度為10mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液和2g/L的摻雜比為10%、35%、50%、65%、75%、98%、100%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑以及純TiO2,并每隔15min 進(jìn)行取樣,得到的反應(yīng)結(jié)果如圖12所示,由圖可知,七個(gè)摻雜量的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑中,摻雜比為65%的催化劑擁有最好的光催化能力,該催化劑在75min時(shí)的催化率為97.9%,并且0~75min之間該摻雜比的催化劑的催化效率均超過其他摻雜比。
3.2.2 催化劑濃度對(duì)光催化降解AB的影響
在250mL燒杯中加入200mL初始濃度為10mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液和不同濃度摻雜比為65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑,并光照135min,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖13所示,3g/L、2.5g/L、2g/催化劑幾乎在同一條線上,但45min時(shí)2.5g/L首次超過其他組,為95.28%,隨后在105min達(dá)到100%,由此看出,催化劑2.5g/L擁有最好的光催化能力。
3.2.3 不同起始AB濃度對(duì)光催化降解的影響
在250mL燒杯中加入200mL初始濃度分別為5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液和2.5g/L摻雜比為65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑,并光照135min,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖14所示,起始染料濃度較低時(shí),光催化降解染料效率較高;當(dāng)濃度達(dá)到10mg/L時(shí),Ba0.5Sr0.5Fe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑對(duì)酸性藍(lán)黑10B染料的降解效果最好,在90min時(shí),光催化降解率為97.17%。
3.2.4不同pH值下光催化AB降解效率
在250mL燒杯中加入200mLpH分別為5.00、6.00、7.00、8.00、9.00濃度為10mg/L酸性藍(lán)黑10B溶液和2.5g/L摻雜比為65%的Ba0.5Sr0.5Fe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑,并在最佳光照時(shí)間135min下,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖15所示,光催化降解染料降解率隨酸堿度變化有所變化,在pH為7.00時(shí)達(dá)到最大,在135min時(shí),降解率為97.72%。
3.3 BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2光催化降解染料
3.3.1不同摻雜比BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2光降解AB效率
在100mL燒杯中加入100mL初始濃度為10mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液和2g/L的摻雜比為10%、35%、50%、65%、98%、100%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑以及純TiO2,并每隔15min 進(jìn)行取樣,得到的反應(yīng)結(jié)果如圖16所示。由圖可知,5個(gè)摻雜量的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑中,摻雜比為65%的催化劑擁有最好的光催化能力,該催化劑在75min時(shí)的催化率為90.47%,并且0~75min之間該摻雜比的催化劑的催化率均超過其他摻雜比。
3.3.2 不同催化劑濃度光催化降解AB效率
在250mL燒杯中加入200mL初始濃度為10mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液和不同濃度摻雜比為65%的BaFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑,并光照135min,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖17所示。隨著催化劑濃度增高,降解率總體有所提高,催化劑濃度為2.5g/L、2.0g/L催化效率較好,光照105min時(shí),降解率達(dá)到100%,由此看出,催化劑2.5g/L和2.0g/L擁有最好的光催化能力。
3.3.3不同起始AB濃度光催化AB降解效率
在250mL燒杯中加入200mL初始濃度分別為5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L的酸性藍(lán)黑10B溶液和2.5g/L摻雜比為65%的BaFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑,并光照135min,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖18所示,當(dāng)濃度達(dá)到10mg/L時(shí),BaFe0.5 Co0.5O3-δ/TiO2催化劑對(duì)酸性藍(lán)黑10B染料的降解效果最好,在90min時(shí),光催化降解率為97.17%。
3.3.4不同 pH值下光催化AB降解效率
在250mL燒杯中加入200mLpH分別為5.00、6.00、7.00、8.00、9.00濃度為10mg/L酸性藍(lán)黑10B溶液和2.5g/L摻雜比為65%的BaFe0.5Co0.5O3-δ/TiO2催化劑,并在最佳光照時(shí)間135min下,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖19所示。弱酸或弱堿,不能增加光催化效率;染料降解率在pH為7.00時(shí)達(dá)到最大,在135min時(shí),降解率為97.72%。