Fe_2O_3/TiO_2负载膨胀珍珠岩光催化降解罗丹明B

作     者：周颜霞 甘小蓉 薛红波 韩书文 侯建华 封克 王小治 ZHOU Yanxia;GAN Xiaorong;XUE Hongbo;HAN Shuwen;HOU Jianhua;FENG Ke;WANG Xiaozhi

作者机构：扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225127 江苏省有机固体废弃物资源化协同创新中心江苏南京210095 

出 版 物：《环境科学研究》 (Research of Environmental Sciences)

年 卷 期：2017年第30卷第12期

页      面：1961-1969页

核心收录：

学科分类：0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51602281) 江苏省重点研发计划-社会发展项目(BE2015661) 江苏省环境材料与环境工程重点实验室项目 

主　　题：Fe2O3 TiO2 煅烧氛围 光催化 罗丹明B 

摘      要：为获得高效催化活性的光催化材料,研究不同煅烧氛围对材料在可见光下催化性能的影响,以膨胀珍珠岩(EP)为载体,采用溶胶-凝胶法,在不同煅烧氛围(O2和/或NH_3)下制备Fe_2O_3/TiO_2负载EP的光催化复合材料[Fe_2O_3-TEP(O2)、Fe_2O_3-TEP(NH_3)、Fe_2O_3-TEP(O2,NH_3)、Fe_2O_3-TEP(NH_3,O2)],采用EDS(X-射线色散能谱)、BET(比表面积及孔径分析)、XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)、XPS(X射线光电子能谱)等对复合材料进行表征,并研究了其在可见光下对罗丹明B的光催化降解效果.结果表明:(1)复合材料成功负载了Ti、Fe元素,负载的TiO_2以锐钛矿型存在,Fe_2O_3的掺杂增强了TiO_2对可见光的响应能力;(2)不同的煅烧氛围明显影响复合材料的晶粒尺寸、比表面积和光催化性能,其中,Fe_2O_3-TEP(O2,NH_3)的光催化性能最好,4 h后罗丹明B降解率达到87.59%,Fe_2O_3-TEP(NH_3,O2)、Fe_2O_3-TEP(O2)和Fe_2O_3-TEP(NH_3)4 h后对罗丹明B的降解率则分别为65.02%、62.48%和47.48%;(3)在试验条件下,复合材料的光催化反应符合一阶反应动力学方程,Fe_2O_3-TEP(O2,NH_3)、Fe_2O_3-TEP(NH_3,O2)、Fe_2O_3-TEP(O2)和Fe_2O_3-TEP(NH_3)相应的降解速率常数分别为0.008 3、0.004 3、0.004 3和0.002 7min-1.研究显示,通过溶胶-凝胶法所制备的复合材料(Fe_2O_3-TEP)经煅烧后所得矿相均一;Fe_2O_3掺杂TiO_2可形成Ti—O—Fe键,减小TiO_2固有的禁带宽度;复合材料光催化性能也受到煅烧氛围的影响,先O2后NH_3煅烧条件下所得材料的光催化性能最佳.