一种治理污染的碳酸氧铋光催化剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种治理污染的碳酸氧铋光催化剂的制备方法，它是先在烧杯内放入20mL去离子水，再将烧杯放入水浴锅中加热至60℃保持恒温。秤取1gBi（NO3）2·5H2O（五水合硝酸铋）加入烧杯中，搅拌溶解，用浓度0.1mol/L硝酸调节pH至0.8，在向其滴加0.1mol/LNa2CO3（碳酸钠）溶液调解pH为8，搅拌3h后，抽滤，收集白色沉淀物，并用去离子水清洗2～3次，最后在80℃下烘干，得（BiO）2CO3（碳酸氧铋）。
【专利说明】一种治理污染的碳酸氧铋光催化剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种治理废水污染的光催化剂及其制备方法，属化学领域。
【背景技术】
[0002]目前，在工业的污染中，染料废水的污染因其具有排放量大、色度高、成分复杂、腐蚀性强、毒性大的特点，一直都是废水治理中的难题。传统的处理方法不仅周期较长，费用高，成本大，而且也耗费了大量的人力物力，因此急需探求新的治理方法。
[0003]自从1972年Fujishima和Honda发现在光照的条件下，TiO2 (二氧化钛)微粒上可以使水发生氧化还原反应以来，半导体光催化技术以其利用太阳能、无二次污染等特点引起了全球众多学者的关注[1_4]。最近，随着光化学及技术的发展和进步，利用光催化剂消除环境中的各种污染物的研究已引起人们的广泛关注。目前，半导体光催化已被视为消除环境污染物最具有潜力和价值的途径，而且，已经有大量的光催化剂被开发[5_8]。然而，传统的光催化剂，例如其中最具有代表性的材料TiO2 (二氧化钛)只是对紫外光具有较高的光催化活性，在可见光下的催化活性较低，因此，人们对开发可见光具有高光催化活性的新型材料存在极大的需求，至今为止，还没有发现关于本发明的有关报道，本发明人经过大量的研究试验，终于成功的研究出治理染料污水的碳酸氧铋光催化剂，从而完成了本发明。
[0004]本发明的目的就是提供一种治理染料废水污染的碳酸氧铋光催化剂的制备方法。
[0005]含铋材料，由于它们的高化学稳定性和高可见光光催化活性，越来越多的应用到光催化的领域中，例如BiVO4 (钒酸铋XBi2WO6 (钨酸铋)，BiOX (卤化氧铋)(X=Cl, Br, I)等已经成功应用在光催化领域并取得卓越的成绩[9_11]。(BiO)2CO3(碳酸氧铋)属于Aurivillius相关氧化物，在过去一直被用作于医疗保健、保护胃肠粘膜的药物领域中。
[0006]本发明采取与TiO2 (二氧化钛)作对照的方法，探究(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)在可见光和紫外光范围内降解甲基橙、苯酚、亚甲基蓝的活性；以对苯二甲酸为探针分子，结合化学荧光技术研究了(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂表面羟基自由基的形成；考察了添加各种清除剂(异丙醇、对苯醌、草酸铵、过氧化氢酶)后，(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂在可见光和紫外光照射下降解甲基橙的活性。
[0007]本发明的制备及测定步骤如下
一、(BiO)2CO3 (碳酸氧秘)光催化剂的制备
1、配制0.lmol/L Na2CO3 (碳酸钠)溶液:用天平称取0.0lmol的Na2CO3放入烧杯中，力口入40mL的蒸馏水搅拌混合均匀后，用玻璃棒将溶液引流至IOOmL刻度的容量瓶中，用蒸馏水洗涤烧杯2-3次，洗涤液加入上述容量瓶中，再用蒸馏水稀释至IOOmL刻度，得0.1mol/L Na2CO3碳酸钠溶液。
[0008]2、配制碳酸氧秘BiO2CO3光催化剂:取一只洁净的小烧杯，向其倒入20mL去离子水。放入水浴锅中加热至60°C保持恒温。秤取IgBi (NO3)2.5Η20 (五水合硝酸铋)加入烧杯中，搅拌溶解。用浓度0.lmol/L硝酸调节pH至0.8,在向其滴加0.lmol/L Na2CO3 (碳酸钠)溶液调解pH为8。搅拌3h后，抽滤，收集白色沉淀物，并用去离子水清洗2?3次。最后在80°C下烘干。即得(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)。
[0009]二、可见光与紫外光光束下样品(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)催化活性的测定
①甲基橙的配制:用天平称取0.0lg的甲基橙于烧杯中，加入SOOmL的蒸馏水充分溶解，然后用玻璃棒将溶液引流至IOOOmL的容量瓶中，将烧杯与玻璃棒冲洗3— 5次，冲洗的水倒入容量瓶中，此时的容量瓶中的水还没到刻度线，用胶头滴管滴加水，直至液面与IOOOmL刻度线重合，得浓度为10mg/L的甲基橙溶液。
[0010]②亚甲基蓝的配制:用天平称取0.0lg的亚甲基蓝于烧杯中，加入SOOmL的蒸馏水充分溶解，然后用玻璃棒将溶液引流至IOOOmL的容量瓶中，将烧杯与玻璃棒冲洗3— 5次，冲洗的水倒入容量瓶中，此时的容量瓶中的水还没到刻度线，用胶头滴管滴加水，直至液面与IOOOmL刻度线重合，得浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液。
[0011 ] ③苯酚溶液的配制:用天平称取0.0lg的苯酚于烧杯中，加入SOOmL的蒸馏水充分溶解，然后用玻璃棒将溶液引流至IOOOmL的容量瓶中，将烧杯与玻璃棒冲洗3— 5次，冲洗的水倒入容量瓶中，此时的容量瓶中的水还没到刻度线，用胶头滴管滴加水，直至液面与IOOOmL刻度线重合，得浓度为10mg/L的苯酚溶液。
[0012]1、可见光光束下降解10mg/L的甲基橙，亚甲基蓝和苯酚溶液
取3支洁净的降解管并标注序号，分别秤取0.2g(Bi0)2C03(碳酸氧铋)放入3支降解管中，并向三支降解管中分别加入配制好的10mg/L甲基橙溶液20mL, 10mg/L亚甲基蓝20mL,10mg/L苯酹20mL。分别向3支降解管中放入聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子,将3支降解管放入XPA系列光化学反应仪中，持续搅拌下暗反应半个小时，取样测其吸光度A1。同样在持续搅拌下用可见光照射两小时，取样测其吸光度A2。计算降解率，X=CA1- A2) /A1X 100%。
[0013]测吸光度时甲基橙最大吸收波长为464nm,亚甲基蓝最大吸收波长为662nm,苯酹最大吸收波长为510nm。根据所得降解率绘制(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)和TiO2降解甲基橙、亚甲基蓝、苯酚的可见光降解率图。
[0014]2、紫外光光束下降解10mg/L的甲基橙，亚甲基蓝和苯酚溶液
取6支洁净的降解管并标注序号1-6，分别秤取0.05g (BiO)2CO3 (碳酸氧铋)放入其中前3支降解管中，并向前三支降解管中加入配制好的浓度分别为10mg/L甲基橙20mL, IOmg/L亚甲基蓝20mL, 10mg/L苯酹20mL。再分别秤取0.05gTi02 (二氧化钛)放入剩下的后3支降解管中，并向后三支降解管中加入配制好的浓度分别为10mg/L甲基橙20mL、亚甲基蓝20mL、苯酹20mL。分别向6支降解管中放入聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子,将6支降解管放入XPA系列光化学反应仪中，持续搅拌下暗反应半个小时，取样测其吸光度A1。同样在持续搅拌下用紫外光照射一小时，取样测其吸光度A2。计算降解率，X =CA1 - A2) /A1X 100%。
[0015]测吸光度时甲基橙最大吸收波长为464nm,亚甲基蓝最大吸收波长为662nm,苯酹最大吸收波长为510nm。根据所得降解率绘制(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)和TiO2降解甲基橙、亚甲基蓝、苯酚的紫外光降解率图。
[0016]3、(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂液相紫外实验
取2支洁净的降解管并标注序号，秤取0.05g (BiO)2CO3 (碳酸氧铋)放入其中I支降解管中，并向降解管中加入配制好的浓度为10mg/L甲基橙20mL。同样秤取0.05g TiO2(二氧化钛)放入剩下的另I支降解管中，并向另一支降解管中加入配制好的浓度为10mg/L甲基橙20mL。并分别向2支降解管中放入聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子，将2支降解管放入XPA系列光化学反应仪中，持续搅拌下暗反应30min，取样并离心，打开300W高压汞灯，每隔20min取一次样离心。
[0017]将离心好的样放入TU1901双光束紫外可见分光光度计中测其液相紫外性能。记录数据并绘制(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2 (二氧化钛)液相紫外降解图。
[0018]4、(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂荧光性能测定
分别称取(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2 (二氧化钛)样品粉末0.2g于二支降解管中，并编序号；加入40mL的亚甲基蓝溶液(浓度10mg/L)，加入IOmL对苯二甲酸(浓度3mmol/L)作为探针物质再分别放入一个聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子；把降解管放入XPA系列光化学反应仪中，在持续搅拌下，暗反应30min，取样离心，以波长为315nm的激光器为光源，分别测其荧光性能；打开300W汞灯，紫外光照降解，每15min取样一次，离心，以波长为315nm的激光器为光源，测其荧光性能。
[0019]5、可见光光束照射下添加各种清除剂后(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)催化活性的测定 分别称取(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2催化剂粉末0.2g放入5支降解管中，并编序号
1，2，3，4，5 ;分别加入40mL浓度为10mg/L甲基橙溶液，另在2号降解管加入0.005mL异丙醇，3号降解管中加入0.004g草酸铵，4号降解管中加入0.004g对苯醌，5号降解管中加入
0.0038mL过氧化氢酶，再分别放入一个聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子；把降解管放入XPA系列光化学反应仪中，在持续搅拌下，暗反应30min，取样离心，分别测其吸光度A1 ;打开350W高压氙灯，光照lh，再取样离心，测其吸光度A2 ;计算降解率，X = (A1 — A2) /A1X 100%。
[0020]甲基橙最大吸收波长为464nm，根据降解率的计算公式X = (A1 — A2) /A1X 100%，分别计算(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2 (二氧化钛)光催化剂对10mg/L甲基橙溶液的降解率，根据所得降解率绘制出样品(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2 (二氧化钛)对10mg/L甲基橙溶液的降解率图。
[0021]6、紫外光光束照射下添加各种清除剂后(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)催化活性的测定 分别称取(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)和TiO2 (二氧化钛)催化剂粉末0.05g于5支降解
管中，并编号1，2，3，4，5 ;分别加入40mL浓度为10mg/L甲基橙溶液，另在2号降解管加入
0.005mL异丙醇,3号降解管中加入0.004g草酸铵,4号降解管中加入0.004g对苯醌,5号降解管中加入0.0038mL过氧化氢酶，再分别放入一个搅拌的聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子；把降解管放入XPA系列光化学反应仪中，在持续搅拌下，暗反应30min，取样离心，分别测其吸光度A1 ;打开300W高压汞灯，光照lh，再取样离心，测其吸光度A2 ;计算降解率，X =CA1 -A2) /A1X 100%。
[0022]甲基橙最大吸收波长为464nm，根据降解率的计算公式X = (A1 — A2) /A1X 100%，分别计算(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2 (二氧化钛)光催化剂对10mg/L甲基橙溶液的降解率，根据所得降解率绘制出样品(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)和TiO2对10mg/L甲基橙溶液的降
解率图。
[0023]下面结合附图作进一步详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为可见光光束下降解10mg/L的甲基橙、亚甲基蓝和苯酚溶液(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)可见光降解率图；图2为紫外光光束下降解10mg/L的甲基橙、亚甲基蓝和苯酚溶液(BiO)2CO3紫外光降解率图；
图3 (BiO)2CO3光催化剂液相紫外降解图；
图4 (BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂荧光性能测定图；
图5可见光添加各种清除剂后(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)催化活性的测定图；
图6紫外光添加各种清除剂后(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)催化活性的测定图。
【具体实施方式】
[0025]图1为(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)可见光降解率图，图中所示的(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂在可见光照射下时具有很好的催化活性，而且甲基橙的降解率最高，亚甲基蓝次之，而苯酚的降解率最低，几乎没有。说明在可见光下，(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂具有很好的催化作用，尤其是降解甲基橙。
[0026]图2为(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)光催化剂紫外光降解率图，图中可以看出在紫外光照射下(BiO) 2C03 (碳酸氧铋)光催化剂具有很好的光催化活性，而且比相同条件下的TiO2光催化剂具有更高的光催化活性。在紫外光条件下(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2光催化剂降解苯酚、甲基橙、亚甲基蓝的活性依次增高，而且降解甲基橙和亚甲基蓝的降解率能达到百分之九十以上。
[0027]图3为紫外光照射下(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2光催化剂液相紫外实验，由图中可以看出甲基橙的最大吸收波峰都位于464nm左右，随着反应时间的延长吸收峰都有下降的趋势，而且(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂在60min时吸收波峰消失，说明此时甲基橙几乎被降解完全，而TiO2光催化剂此时还有很好的吸收波峰，说明此时甲基橙还没有很多没有被降解。由此可以看出(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂在紫外光照射条件下比TiO2光催化剂具有更好的光催化活性。图3中还可以看出各个扫描曲线的峰形和峰的位置几乎不变，说明降解的产物是一样的。
[0028]图4为紫外光照射下的(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2光催化剂的对苯二甲酸光催化反应体系的荧光图谱，在光催化反应过程中，光催化剂吸附光子导致电子从价带激发到导带，产生光生电子和光生空穴。导带上的电子被溶解在悬浮液中的氧分子捕获，价带上的空穴被吸附在催化剂表面的水和OH-(氢氧根离子)捕获，产生羟基自由基，随后羟基自由基攻击吸附在光催化剂表面的甲基橙分子。图4中可以看出，光照时间在60min内(BiO)2CO3(碳酸氧铋)和TiO2光催化剂的对苯二甲酸光催化反应体系的荧光强度的峰值与时间变化几乎成线性关系，这说明反应体系中的羟基自由基的生成与光照时间几乎成线性关系。根据直线的斜率可以看出羟基自由基生成的速率大小，由图中可以看出(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂反应体系比TiO2光催化剂反应体系的羟基自由基的生成速率小，说明在此降解体系中TiO2光催化剂所生成的.0H (羟基自由基)较多，所起的作用比较大。
[0029]图5为可见光光束照射下添加各种清除剂后(BiO)2CO3(碳酸氧铋)催化活性的测定图。添加异丙醇(IPA)起到抑制体系降解过程中.0Η-产生的作用[12]，添加草酸铵(AO)起到抑制体系降解过程中h+产生的作用[13]，添加对苯醌(BQ)起到抑制体系降解过程中.02- (氧分子负离子自由基)产生的作用[14]，添加过氧化氢酶(CAT)起到抑制体系降解过程中H2O2产生的作用。由图中可以看出，可见光条件照射下(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂降解甲基橙反应体系所产生的.0H、h+ (空穴)、.02_ (氧分子负离子自由基)都起着很重要的催化降解作用，其中.02_起着最主要的作用，.0H (羟基自由基)、h+所起的作用较小，H2O2 (双氧水)几乎不起作用。
[0030]图6为紫外光光束照射下添加各种清除剂后(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)催化活性的测定图。添加异丙醇(IPA)起到抑制体系降解过程中.0H (羟基自由基)产生的作用，添加草酸铵(AO)起到抑制体系降解过程中h+ (空穴)产生的作用，添加对苯醌(BQ)起到抑制体系降解过程中.02_ (氧分子负离子自由基)产生的作用，添加过氧化氢酶(CAT)起到抑制体系降解过程中H2O2产生的作用。由图中可以看出，紫外光条件照射下(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂降解甲基橙反应体系所产生的.0H (羟基自由基)、h+ (空穴)、.02-(氧分子负离子自由基)都起着很重要的催化降解作用，其中.02_ (氧分子负离子自由基)起着最主要的作用，.0H (羟基自由基)、h+ (空穴)所起的作用较小，H2O2 (双氧水)几乎不起作用。而在TiO2光催化剂降解甲基橙反应体系中，其起着主要作用的是其所生成的.0H (羟基自由基)和.02_ (氧分子负离子自由基),h+ (空穴)所起的作用较小,H2O2 (双氧水)几乎不起作用。
[0031]4.结论
(I)(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)具有很好的可见光和紫外光光催化活性。
[0032](2) (BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂表面羟基自由基的生成对于催化体系所起的作用较低。
[0033](3)可见光和紫外光条件照射下(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)光催化剂降解甲基橙反应体系所产生的.0Η (羟基自由基)、h+ (空穴)、.02_ (氧分子负离子自由基)都起着很重要的催化降解作用。
[0034]碳酸氧铋光催化剂降解处理污水的方法及结果:
称取(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)0.2000g放入I支降解管中，加入40mL综合污水(阜阳创业水务有限公司污水，其处理前技术指标见下表)，再放入一个聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子；把降解管放入XPA系列光化学反应仪中，在持续搅拌情况下，暗处理30min，取样离心分离，测其起始COD、BOD、NH3-N、色度；打开350W高压氙灯，光照2h，再取样离心分离，测其终点COD、BOD、NH3-N、色度；计算 COD、BOD、NH3_N、色度去除率。
[0035]该方法处理前后技术指标如下表:
参考文献
[1]ChenS F，Zhao ff, Liu ff, Zhang S J.Preparation, characterization andactivity evaluation of p - n junction photocatalyst p-Zn0/n_Ti02 [J].Appl SurfSci, 2008, 255(11):2478-2484
[2]YanN N, Zhang Y, Wu J, et al.Research progress on TiO2 photocatalystdoped with RE ions [J].Materials Review, 2011, 25 (9):72-74
[3]LiY Z; Kim S J.Synthesis and characterization of nano titania particlesembedded in mesoporous silica with both high photocatalytic activity andadsorption capability [J].Phys Chem B, 2005, 109 (25):12309-12315
[4]Zhou N, Xue J J, Wang L, et a`l.Potoelectrocatalytic degradation ofmethyl orange in aqueous solution over TiO2 nanotubes array [J].MaterialsReview, 2011, 25(8):75-78[5]OncescuT， Stefan M I， P.0anceaj Photocatalytic degradation ofdichlorvos in aqueous Ti02suspensions [J].Environmental Science and PollutionResearch, 2010，17(9):1158-1166.[6]SerioS， Jorge MEM， Coutinho ML, Nunes Y， Spectroscopic studies ofanatase TiO2 thin films prepared by DC reactive magnetron sputtering [J].Chemical Physics Letters 2011， 508(8): 71-75.[7]ChenS F， Zhang S J， Liu Wj Zhao Wj Preparation and activity evaluationof p -n junction photocatalys Ni0/Ti02 [J].Journal of Hazardous Materials2008，155(9):320-326.[8]Bessekhouad Y，Robert D，Weber J V，Bi2S3/Ti02 and CdS/Ti02heterojunctions as an available configuration for photocatalytic degradation oforganic pollutant [J].Journal of Photochemistry and Photobiology A Chemistry2004，163(9):569-580.[9]SarwanB，Pare B，Acharya A D，Jonnalagadda S B，Mineralization andtoxicity reduction of textile dye neutral red in aqueous phase using BiOClphotocatalysis [J].Journal of Photochemistry and Photobiology B 2012，116(8):48-55.[10]ZhangC， Zhu Y， Synthesis of square Bi2WO6 nanoplates as high-activityvisible-light-driven photocatalysts [J].Chem.Mater.2005，17 (11):3537-3545.[11]TangJ W，Zou Z Gj Ye J H，Photocatalytic decomposition of organiccontaminants by Bi2WO6 under visible light irradiation [J].Catal.Lett.2004，92(8):53-56.[12]CaoJj Xu B Yj Lin H L，Luo B D，Chen S F，Novel heterostructured Bi2S3/BiOI photocatalyst: facile preparation, characterization and visible lightphotocatalytic performance [J].Dalton Transactions 2012，41 (6):11482-11490.[13]Li H Qj Cui Y M，Hong W S，High photocatalytic performance of Bi0I/Bi2W06toward toluene and Reactive Brilliant Red [J].Applied Surface Science, 2013，264(6):581-588.[15]Cao Jj Xu B Yj Lin H L， Luo B D， Chen S F， Chemical etching preparationof BiOI/BiOBr heterostructures with enhanced photocatalytic properties fororganic dye removal [J].Chemical Engineering Journal 2012，185-186(4):91-99.。
【权利要求】
1.一种治理污染的碳酸氧铋光催化剂的制备方法，其特征在于:它包括下列步骤: (1)配制0.lmol/L Na2CO3碳酸钠溶液:用天平称取0.01mol的Na2CO3放入烧杯中，加入40mL的蒸馏水搅拌混合均匀后，用玻璃棒将溶液引流至IOOmL刻度的容量瓶中，用蒸馏水洗涤烧杯2-3次，洗涤液加入上述容量瓶中，再用蒸馏水稀释至IOOmL刻度，得0.1mol/L Na2CO3碳酸钠溶液； (2)配制碳酸氧秘BiO2CO3光催化剂:取一只洁净的小烧杯，向其倒入20mL去离子水，放入水浴锅中加热至60°C保持恒温，秤取IgBiNO32.5Η20五水合硝酸铋加入烧杯中，搅拌溶解，用浓度0.lmol/L硝酸调节pH至0.8，在向其滴加0.lmol/L Na2CO3碳酸钠溶液调解pH为8，搅拌3h后，抽滤，收集白色沉淀物，并用去离子水清洗2~3次，最后在80°C下烘干，即得BiO2CO3碳酸氧铋。
2.权利要求1所述的碳酸氧铋光催化剂的测定方法，其特征在于:测定方法步骤如下: ①甲基橙的配制:用天平称取0.01g的甲基橙于烧杯中，加入SOOmL的蒸馏水充分溶解，然后用玻璃棒将溶液引流至1000mL的容量瓶中，将烧杯与玻璃棒冲洗3-5次，冲洗的水倒入容量瓶中，此时的容量瓶中的水还没到刻度线，用胶头滴管滴加水，直至液面与1000mL刻度线重合，得浓度为10mg/L的甲基橙溶液； ②亚甲基蓝的配制:用天平称取0.01g的亚甲基蓝于烧杯中，加入SOOmL的蒸馏水充分溶解，然后用玻璃棒将溶液引流至1000mL的容量瓶中，将烧杯与玻璃棒冲洗3—5次，冲洗的水倒入容量瓶中，此时的容量瓶中的水还没到刻度线，用胶头滴管滴加水，直至液面与1000mL刻度线重合，得浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液； ③苯酚溶液的配制:用天 平称取0.01g的苯酚于烧杯中，加入800mL的蒸馏水充分溶解，然后用玻璃棒将溶液引流至1000mL的容量瓶中，将烧杯与玻璃棒冲洗3— 5次，冲洗的水倒入容量瓶中，此时的容量瓶中的水还没到刻度线，用胶头滴管滴加水，直至液面与1000mL刻度线重合，得浓度为10mg/L的苯酚溶液； (1)可见光光束下降解10mg/L的甲基橙，亚甲基蓝和苯酚溶液 取3支洁净的降解管并标注序号，分别秤取0.2gBi02C03碳酸氧铋放入3支降解管中，并向三支降解管中分别加入配制好的10mg/L甲基橙溶液20mL, 10mg/L亚甲基蓝20mL,10mg/L苯酹20mL,分别向3支降解管中放入聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子,将3支降解管放入XPA系列光化学反应仪中，持续搅拌下暗反应半个小时，取样测其吸光度A1,同样在持续搅拌下用可见光照射两小时，取样测其吸光度A2，计算降解率，X = A1- VA1XlOO0Zo ； 测吸光度时甲基橙最大吸收波长为464nm,亚甲基蓝最大吸收波长为662nm,苯酹最大吸收波长为510nm，根据所得降解率绘制BiO2CO3碳酸氧铋和TiO2降解甲基橙、亚甲基蓝、苯酚的可见光降解率图； (2)紫外光光束下降解10mg/L的甲基橙，亚甲基蓝和苯酚溶液 取6支洁净的降解管并标注序号1-6，分别秤取0.05gBi02C03碳酸氧铋放入其中前3支降解管中，并向前三支降解管中加入配制好的浓度分别为10mg/L甲基橙20mL, 10mg/L亚甲基蓝20mL, 10mg/L苯酹20mL,再分别秤取0.05gTi02 二氧化钛放入剩下的后3支降解管中，并向后三支降解管中加入配制好的浓度分别为10mg/L甲基橙20mL、亚甲基蓝20mL、苯酚20mL，分别向6支降解管中放入聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子，将6支降解管放入XPA系列光化学反应仪中，持续搅拌下暗反应半个小时，取样测其吸光度A1,同样在持续搅拌下用紫外光照射一小时，取样测其吸光度A2，计算降解率，X = A1 — A2A1X 100% ； 测吸光度时甲基橙最大吸收波长为464nm,亚甲基蓝最大吸收波长为662nm,苯酹最大吸收波长为510nm，根据所得降解率绘制(BiO)2CO3 (碳酸氧铋)和TiO2降解甲基橙、亚甲基蓝、苯酚的紫外光降解率图； (3)BiO2CO3碳酸氧铋光催化剂液相紫外实验 取2支洁净的降解管并标注序号，秤取0.05gBi02C03碳酸氧铋放入其中I支降解管中，并向降解管中加入配制好的浓度为10mg/L甲基橙20mL，同样秤取0.05g TiO2 二氧化钛放入剩下的另I支降解管中，并向另一支降解管中加入配制好的浓度为10mg/L甲基橙20mL，并分别向2支降解管中放入聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子，将2支降解管放入XPA系列光化学反应仪中，持续搅拌下暗反应30min,取样并离心,打开300W高压萊灯,每隔20min取一次样离心； 将离心好的样放入TU1901双光束紫外可见分光光度计中测其液相紫外性能，记录数据并绘制BiO2CO3碳酸氧铋和TiO2 二氧化钛液相紫外降解图； (4)BiO2CO3碳酸氧铋光催化剂荧光性能测定 分别称取BiO2CO3碳酸氧铋和TiO2 二氧化钛样品粉末0.2g于二支降解管中，并编序号；加入40mL的亚甲基蓝溶液浓度10mg/L，加入IOmL对苯二甲酸浓度3mmol/L作为探针物质再分别放入一个聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子；把降解管放入XPA系列光化学反应仪中，在持续搅拌下，暗反应30min，取样离心，以波长为315nm的激光器为光源，分别测其荧光性能；打开300W汞灯，紫外光照降解，每15min取样一次，离心，以波长为315nm的激光器为光源，测其荧光性能； (5)可见光光束照射下添加各种清除剂后BiO2CO3碳酸氧铋催化活性的测定 分别称取BiO2CO3碳酸氧铋和TiO2催化剂粉末0.2g放入5支降解管中，并编序号1，2，3，4，5 ;分别加入40mL浓度为10mg/L甲基橙溶液，另在2号降解管加入0.005mL异丙醇，3号降解管中加入0.004g草酸铵，4号降解管中加入0.004g对苯醌，5号降解管中加入0.0038mL过氧化氢酶，再分别放入一个聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子；把降解管放入XPA系列光化学反应仪中，在持续搅拌下，暗反应30min，取样离心，分别测其吸光度A1 ;打开350W高压氙灯，光照lh，再取样离心，测其吸光度A2 ;计算降解率，X = A1- A2A1X 100% ； 甲基橙最大吸收波长为464nm，根据降解率的计算公式X = A1 一 A2A1X 100%，分别计算BiO2CO3碳酸氧铋和TiO2 二氧化钛光催化剂对10mg/L甲基橙溶液的降解率，根据所得降解率绘制出样品BiO2CO3碳酸氧铋和TiO2 二氧化钛对10mg/L甲基橙溶液的降解率图； (6)紫外光光束照射下添加各种清除剂后BiO2CO3碳酸氧铋催化活性的测定 分别称取BiO2CO3碳酸氧铋和TiO2 二氧化钛催化剂粉末0.05g于5支降解管中，并编号1，2，3，4，5 ;分别加入40mL浓度为10mg/L甲基橙溶液，另在2号降解管加入0.005mL异丙醇，3号降解管中加入0.004g草酸铵，4号降解管中加入0.004g对苯醌，5号降解管中加入0.0038mL过氧化氢酶，再分别放入一个搅拌的聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子；把降解管放入XPA系列光化学反应仪中，在持续搅拌下，暗反应30min，取样离心，分别测其吸光度A1 ;打开300W高压汞灯，光照lh，再取样离心，测其吸光度A2 ;计算降解率，X = A1 -A2A1XKKF0 ； 甲基橙最大吸收波长为464nm，根据降解率的计算公式X = A1 一 A2A1X 100%，分别计算BiO2CO3碳酸氧铋和TiO2 二氧化钛光催化剂对10mg/L甲基橙溶液的降解率，根据所得降解率绘制出样品BiO2CO3碳酸氧铋和TiO2对10mg/L甲基橙溶液的降解率图。
3.一种碳酸氧铋光催化剂处理污水的降解方法，其特征在于:所述的降解方法如下:称取BiO2CO3碳酸氧铋0.2000g放入I支降解管中，加入40mL综合污水阜阳创业水务有限公司污水，其处理前技术指标见下表，再放入一个聚四氟乙烯磁力搅拌小磁子；把降解管放入XPA系列光化学反应仪中，在持续搅拌情况下，暗处理30min，取样离心分离，测其起始COD、BOD、NH3-N、色度；打开350W高压氙灯，光照2h，再取样离心分离，测其终点C0D、BOD、NH3-N、色度；计算CO·D、BOD、NH3_N、色度去除率。
【文档编号】B01J27/232GK103586062SQ201310612297
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2013年11月28日
【发明者】崔玉民, 李慧泉, 苗慧 申请人:阜阳师范学院