氧化铋基半导体复合材料的制备及去除金霉素性能研究

作     者：窦兴爽 

作者单位：内蒙古大学 

学位级别：硕士

导师姓名：苏毅国

授予年度：2022年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：氧化铋 吸附 光催化 金霉素 异质结 

摘      要：抗生素的广泛使用在给人类带来福利的同时也破坏着生态环境,特别是抗生素耐药性的不断增强使水污染治理问题更加严峻。吸附法和高级氧化法都是水污染治理中的常用办法,但是将二者相结合的方法却鲜有报道。本文以氧化铋为研究对象,通过构建复合材料,提高了单一材料对金霉素的去除效率。具体研究内容如下:(1)通过两步溶剂热法合成了BiO/Ce O/CeO复合材料。复合材料的合成一方面通过提高BiO和Ce O的比表面积,进而提高它的吸附性能;另一方面通过提高BiO和Ce O的光响应能力,进而提高它的光降解性能。在对金霉素(20 mg/L)的去除实验中,BC-2(n :n =2:1)复合材料的吸附和降解性能最佳。分别为:在60 min内对金霉素的吸附效率为56%,分别是BiO(24%)和Ce O(12%)的2.3和4.6倍;在150 min内对金霉素的降解效率为69%,相比BiO(59%)和Ce O(54%)分别提高了10%和15%。此外,通过系列实验找到了此材料的最佳去除条件。(2)通过溶剂热法和煅烧法成功制备了花状BiO/BiOCO结构微球,并进一步以凝胶法制备了光催化水凝胶。复合材料的合成一方面通过提高BiO和BiOCO的比表面积,进而提高它的吸附性能;另一方面通过提高BiO和BiOCO的光响应能力,进而提高它的光降解性能。在对金霉素(70 mg/L)的去除实验中,BB-3(BiO/BiOCO-320℃)复合材料表现出最优异的去除效率。分别为:在60 min内对金霉素的吸附效率为49%,分别是BiO(32%)和BiOCO(30%)的1.50和1.63倍;在可见光照射下,60 min内对金霉素的降解效率达到了63%,相比BiO(40%)和BiOCO(33%)分别提高了23%和30%。此外,通过系列实验找到了此材料的最佳去除条件。