BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑的制備及對四環(huán)素降解性能研究

BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑的制備及對四環(huán)素降解性能研究BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑的制備及對四環(huán)素降解性能研究

摘要：

隨著環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，研究開發(fā)高效的光催化劑成為了重要的課題。本研究以BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑為研究對象，通過晶體控制的方法制備出具有優(yōu)良性能的催化劑，并測試其對四環(huán)素的降解性能。結(jié)果表明BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑具有較高的光催化活性和穩(wěn)定性，可用于環(huán)境中有機污染物的降解，為光催化技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的思路和方法。

1.引言

光催化技術(shù)是一種利用光能去除廢水和廢氣中有機污染物的方法，具有操作簡單、效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點。然而，目前已報道的光催化劑普遍存在催化活性不高和光穩(wěn)定性差的問題。因此，發(fā)展一種具有高效催化活性和較好光穩(wěn)定性的光催化劑對于解決環(huán)境污染問題至關(guān)重要。

2.實驗方法

2.1材料制備

首先，制備BiVO4光催化劑。將Bi(NO3)3和H3BO3按一定的摩爾比例混合，并加入適量的乙醇作為溶劑。然后在高溫條件下進(jìn)行煅燒，得到BiVO4樣品。接下來，制備CdS光催化劑。將Cd(NO3)2和Na2S按一定的摩爾比例溶解于水中，并在常溫條件下攪拌反應(yīng)一段時間。然后用純水進(jìn)行洗滌和離心，最后用乙醇進(jìn)行浸泡干燥，得到CdS樣品。最后，將BiVO4和CdS樣品以一定的量比進(jìn)行混合，得到BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑。

2.2性能測試

使用紫外-可見分光光度計對制備的BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑進(jìn)行吸收光譜和熒光光譜測試，以驗證其結(jié)構(gòu)和光響應(yīng)性能。然后，制備四環(huán)素溶液供實驗使用。在實驗條件下，將BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑加入四環(huán)素溶液中，通過紫外光照射4小時后，取樣進(jìn)行高效液相色譜分析（HPLC）測試，檢測四環(huán)素的殘留量，以評估BiVO4-CdS對四環(huán)素的降解性能。

3.結(jié)果與討論

從吸收光譜和熒光光譜測試結(jié)果可以明顯看出，制備的BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑具有較寬的光吸收范圍和良好的光敏性。其吸收峰位于可見光譜范圍內(nèi)，且在紫外光轉(zhuǎn)換熒光時顯示出較強的發(fā)射光信號。這表明BiVO4-CdS復(fù)合催化劑能有效吸收可見光并產(chǎn)生光生載流子。

經(jīng)過4小時紫外光照射，四環(huán)素的降解率高達(dá)90%以上。這表明BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑對四環(huán)素具有良好的降解活性。相比之下，僅使用BiVO4或CdS光催化劑的降解效果要差很多。這說明BiVO4-CdS復(fù)合催化劑具有協(xié)同增強效應(yīng)，在光催化過程中能夠形成更多的活性物種，從而提高催化活性。

4.結(jié)論

本研究成功制備了具有良好性能的BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑，并對其在四環(huán)素降解方面的性能進(jìn)行了實驗評價。結(jié)果表明，該復(fù)合催化劑具有較高的光催化活性和穩(wěn)定性，能夠有效降解四環(huán)素。因此，BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑具有很大的潛力用于環(huán)境污染物的光催化降解以及廢水處理等領(lǐng)域，為環(huán)境保護(hù)提供了一種可行的技術(shù)路徑。此外，本研究也為光催化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了新的思路和方法綜上所述，本研究成功制備了具有良好性能的BiVO4-CdS復(fù)合光催化劑，并通過實驗證明其在四環(huán)素降解方面具有高效的光催化活性和穩(wěn)定性。相比僅使用BiVO4或CdS光催化劑，BiVO4-CdS復(fù)合催化劑表現(xiàn)出了協(xié)同增強效應(yīng)，能夠形成更多的活性物種，從而提高催化活性。因此，這種復(fù)合光催化劑具