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《环境科学研究》 2018年06期
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巯基改性高岭土负载CeO_2-CdS光催化降解结晶紫

徐杰  郑建东  张丽惠  王金玉  张华  马红梅  
【摘要】:为获得高效催化活性的光催化材料,实现偶氮类染料的高效降解,试验以巯基乙酸钠作为硫源和高岭土改性剂合成了巯基高岭土/CeO_2-CdS催化剂,并以降解结晶紫为模板反应,优化确定了巯基高岭土/CeO_2-CdS催化剂的制备条件.采用XRD(X射线衍射)、SEM(扫描电子显微镜)、TEM(透射电子显微镜)、FTIR(傅里叶红外光谱)和UV-Vis(紫外-可见光漫反射光谱)对催化剂进行了表征.结果表明:(1)催化剂是由巯基高岭土、立方相结构的CdS和萤石结构的CeO_2组成;(2)CdS和CeO_2的负载破坏了巯基高岭土的层状结构;(3)最优催化剂和巯基高岭土/CeO_2的可见光的响应范围分别为550和450 nm;(4)当CeO_2∶CdS(摩尔比,下同)为4∶6,巯基高岭土∶CeO_2-CdS(质量比,下同)为1∶3时,催化剂具有最优的光催化活性;(5)在50 m L结晶紫浓度为10 mg/L的溶液中,添加0.1 g最优催化剂后,采用350 W氙灯对其光照150 min时,结晶紫的降解率为95.1%;(6)最优催化剂具有良好的重复使用性能,重复使用5次时,对结晶紫的降解率为90.4%.研究显示,结晶紫降解的最终产物为CO2和H2O,催化剂对结晶紫的降解机理是以羟基自由基氧化为主和超氧基氧化为辅的共存氧化机理.

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