wo3—zno复合膜光催化降解亚甲基蓝的研究

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wo3—zno复合膜光催化降解亚甲基蓝的研究

作者：孔德国 张红美 李晓勤等 来源：《湖北农业科学》2013年第11期

摘要：采用溶胶-凝胶法制备WO3-ZnO复合膜，并用其对亚甲基蓝进行光降解，研究了复合膜的焙烧时间、光源、pH、溶液初始浓度及光照时间对亚甲基蓝降解率的影响。结果表明，在35 mL pH 12.47、浓度为5 mg/L的亚甲基蓝溶液中放置焙烧2.0 h的WO3-ZnO复合膜，紫外光光照60 min后亚甲基蓝的降解率可达98.1%。 关键词：WO3-ZnO复合膜；亚甲基蓝；光降解

中图分类号：O643 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）11-2511-03

中国有着大量的服装生产企业，一直是染料生产和消费大国。而在服装的制造过程中，会产生大量的染料废水，如不经过净化处理就会对周边环境造成严重污染，不但严重威胁着人们的身体健康，也制约着当地经济的健康可持续发展[1]。染料废水由于含有的污染物种类多样、用量大、毒性大、难降解等，一直是工业废水降解处理的难点。目前，对染料废水的降解处理方法主要包括物理法、化学法、生物氧化法等，这些传统方法对染料废水的降解有一定的效果，但也存在着明显的不足和局限性。物理法一般是将污水中的污染物进行相转移，但并没有彻底将污染物去除而易造成二次污染；化学法在将一种有毒污染物降解的同时一般还会产生一些有毒的副产物；生物降解法单独使用一般很难彻底降解废水中的污染物，一般要与物理化学降解方法结合使用。

近年来，光催化氧化法由于具有环保、能耗低等优点在废水处理领域成为研究的热点[2]。半导体材料TiO2由于来源丰富、化学性质稳定、环保等优点而受到半导体光催化研究者的青睐[3，4]，是一种研究较为成熟的半导体催化剂，其缺点是光谱响应范围有限。据报道，ZnO具有和TiO2较相似的禁带宽度，都属于宽带隙半导体材料，但较TiO2有着更高的光催化活性[5-7]，其缺点是表面激发产生的电子-空穴易复合而降低光催化效率。提高ZnO光催化效率最有效的方法是利用两种半导体复合改变其能级结构，促进电子-空穴的分离，从而降低电子-空穴的复合几率。WO3禁带宽度为2.7 eV，比ZnO带隙窄，能级能与ZnO很好地匹配，二者复合可有效提高光催化效率。由于颗粒状的催化剂容易团聚且难回收，故研究了WO3-ZnO复合膜的光催化性能，重点考察了复合膜的焙烧时间、光源、pH、溶液初始浓度及光照时间对亚甲基蓝降解率的影响。 1 材料与方法 1.1 试剂与仪器

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