碘磷掺三氧化钨光催化降解印染废水

近20%的水污染是由皮革和纺织工业造成的。纺织废水中含有大量有机污染物,其中包括工业上广泛使用的染料。同时,印染废水也造成了用水问题和健康问题。
 
半导体光催化处理确保以无害的产品环保去除纺织废水中的有毒污染物。许多半导体光催化材料,如ZnO、TiO2、SnO2、MoS2、V2O5、WO2等已被使用。三氧化钨(WO3)具有带隙小、电致变色、光致变色和气致变色等特性,是一种很有前途的光催化材料。但是,它具有较低的光能转换率和较低的导带。同时黄酸枣 (Spondias mombin)也被应用在WO3纳米颗粒的绿色合成中。碘磷掺三氧化钨是用磷(P)和碘(I)共掺杂三氧化钨制备并可用于光催化降解印染废水,结果表明三氧化钨的光催化活性得到了很大的提高。 I-P共掺杂WO3复合材料的制备过程如下:
 
I-P 共掺杂 WO3 的 SEM 图像
 
将50g黄酸枣 (Spondias mombin)树叶磨粉倒入回流瓶中的500cm3甲醇中回流2h。提取物用细布过滤,然后在旋转蒸发仪上蒸发。将半干提取物称重,放入无菌瓶中并储存在冰箱中直至进一步分析。首先,在 250cm3 锥形瓶中称取 20cm3 黄酸枣提取物,并与 100cm3 0.06M 仲钨酸铵混合。随后,加入2%碘化铵和磷酸铵,然后在磁力搅拌器上以150rpm搅拌1小时以形成均匀溶液。所得沉淀物静置24小时,倒出上清液,用蒸馏水洗涤沉淀物数次,去除多余的植物提取物和其他杂质。将所得沉淀物在烘箱中在 80°C 下干燥 6 小时,并在烘箱中在 550°C 下煅烧 2 小时。
 
黄酸枣树图片
 
最后,纳米材料通过 HRSEM、HRTEM、BET、UV-Visible、EDS、XRD 和 XPS 进行表征。以总有机碳(TOC)和化学需氧量(COD)为指标,测试评价合成的WO3纳米材料对印染废水的光氧化效果。
 
综上所述,碘磷掺三氧化钨是用磷(P)和碘(I)共掺杂三氧化钨制备并可用于光催化降解印染废水,结果表明三氧化钨的光催化活性得到了很大的提高。紫外-可见漫反射光谱显示未掺杂WO3的带隙能量为2.61 eV,I-P共掺杂WO3纳米复合材料的带隙能量为2.02 eV。 I-P共掺杂WO3的表面积(416.18m2/g)高于未掺杂WO3的表面积(352.49m2/g)。与未掺杂的 WO3 样品相比,I-P 共掺杂的 WO3 纳米复合材料显示出最高的 TOC 和 COD 还原光催化活性,分别约为 93.40% 和 95.14%。研究发现,带隙能低、BET 比表面积大和多孔结构多的材料表现出更高的光催化活性。
 
 

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