Page 188 - 精细化工2019年第9期

第 36 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.36, No.9
201 9 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2019

水处理技术与环境保护
BiVO -MnO 光催化剂的制备及性能
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1*
1
吴 香 ，徐龙君 ，刘成伦 1,2
（1. 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400044；2. 重庆大学 化学化工学院，重
庆 400044）

摘要：采用一步水热法制备了 BiVO 4 -MnO 2 复合材料，通过 XRD、FTIR、SEM、EDS、XPS、PL 和 UV-Vis DRS

对其结构进行了表征，并以罗丹明 B 溶液作为目标降解物考察了其光催化活性。结果表明：BiVO 4 复合 MnO 2
构成了较大的孔径和比表面积，有利于分子尺寸为 1.59 nm1.18 nm0.56 nm 的罗丹明 B 分子扩散和吸附；BiVO 4
与 MnO 2 二者之间产生了电子耦合作用，减弱了 BiVO 4 的荧光强度，表明复合 MnO 2 能有效地抑制光生电子和
空穴的复合，提高量子的利用效率，使得复合材料较单独的 BiVO 4 或 MnO 2 对罗丹明 B（RhB）有较好的光催
化降解效果。当 m(MnO 2 )∶m(BiVO 4 )=10∶100 时，光照 3 h 对 10 mg/L 的 RhB（100 mL）的降解率达到 97.8%。
关键词：光催化剂；BiVO 4 -MnO 2 ；催化；降解；废物处理；水处理技术
中图分类号：TB331；O644.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 09-1916-07

Preparation and Properties of BiVO 4-MnO 2 Composite Photocatalysts

1
1,2
1*
WU Xiang , XU Long-jun , LIU Cheng-lun
（1. State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing University, Chongqing 400044,
China; 2. College of Chemistry and Chemical Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China）
Abstract: BiVO 4-MnO 2 composite catalysts with different mass ratios of BiVO 4 to MnO 2 were prepared by
one-step hydrothermal method. The structure and properties of the as-prepared composite catalysts were
characterized by XRD, FTIR, SEM, EDS, XPS, PL and UV-Vis DRS. The catalytic-oxidative activities of
the samples were evaluated by the degradation of Rhodamine B (RhB). The results showed that BiVO 4 @MnO 2
exhibited a large pore size and surface area, which was beneficial to the diffusion and adsorption of RhB
with a molecular size of 1.59 nm1.18 nm0.56 nm. Compared with BiVO 4 or MnO 2, BiVO 4@MnO 2 had
better photocatalysis effect for RhB because of the interaction between BiVO 4 and MnO 2 produced an
electronic coupling formed heterojunction, which could effectively inhibit the recombination of photo-
generated electrons and holes, and improve the utilization efficiency of quantum. When m(MnO 2 )∶m(BiVO 4 )=
10∶100, the degradation rate of 10 mg/L RhB (100 mL) under irradiation for 3 h could reach 97.8%.
Key words: photocatalyst; BiVO 4-MnO 2; catalysis; degradation; waste treatment; water treatment

随着工业进程的不断发展，水污染问题逐渐显 目前，应用具有强氧化性的半导体材料光催化
[1]
现，尤其是废水中存在微生物难降解的复杂有机物， 氧化降解污染废水是很有前景的方法 。通过利用
进入环境将会对人类健康和生态环境造成严重的影 太阳光来触发化学反应使催化剂光催化氧化分解废
+
响。如罗丹明 B（Rhodamine B，RhB）是一种常见 水中的有机物生成 H 2 O、CO 2 、NH 4 等最终产物 [2-4] 。
的阳离子染料，其被证实会使人出现心率加快、恶 BiVO 4 是一种化学性能稳定的可见光催化 n 型半导
心和呕吐等症状及其他生态环境负面影响。因此， 体材料，具有无毒、廉价等优点 [5-7] 。但存在光生电
寻求如何处理废水中有机染料分子的途径是十分 子-空穴对快速复合，可见光光响应差，光催化活性
必要的。 较低等问题，严重地限制了其实际应用 [8-10] 。目前，

收稿日期：2018-12-26; 定用日期：2019-05-16; DOI: 10.13550/j.jxhg.20180953
基金项目：重庆市基础与前沿研究计划重点项目（CSTC，2015jcyjBX0015）
作者简介：吴 香（1996—），女，硕士生，E-mail：1301147423@qq.com。联系人：徐龙君（1963—），男，教授，E-mail：564264106@qq.com。