biobr在可见光下催化降解二甲苯的研究论文

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1、摘要随着社会的快速发展，人们对居住环境的要求越来越高，室内装修也越发现代化，这就为许多室内环境污染埋下了伏笔。装潢材料会释放出大量的挥发性有机污染物(VolatileOrganicCompounds，VOCs)，严重影响室内空气质量，对人体的健康造成了很大程度的威胁。光催化氧化技术是从二十世纪七十年代兴起的一种新型高级氧化技术，是一种应用前景广阔的绿色环保处理技术。光催化氧化技术可以同时降解多种污染物，降解效率高，无二次污染，设备简单成本低，而且还具有杀菌作用，这些优良特点使其倍受青睐。本文首先介绍了室内污染的现状、VOCs的处理技术，然后说明了光催化技术的机理、应用、特点、影响因素及

2、其发展趋势，并介绍了BiOX(X=C1、Br、I)的有关文献研究，阐述了本文的研究背景和研究意义。进而以二甲苯为研究对象，以BiOBr为反应催化剂，研究了光催化氧化降解的动力学，以及反应物的初始加入量、反应器内的相对湿度对二甲苯光催化降解效果的影响。最后，用GC．MS分析了二甲苯的中间降解产物，解释了二甲苯可能的光催化氧化降解机理。具体内容如下：(1)以Bi(N03)3·5H20为Bi源，乙醇为溶剂，采用溶剂热法一步合成具有三维结构的花状BiOBr微米球，使用扫描电镜、透射电镜、X-射线衍射、紫外．可见分光光度计对合成的催化剂进行表征分析，详细研究所合成的BiOBr的结构、形貌、晶型和

3、光学特性等性质。结果表明：本试验所合成的BiOBr粉体是由2lain大小左右的微球体组成，这些微球体又是由无数厚度为20．30nm左右的片层状的物质拥簇在一起而形成的。紫外．可见漫反射测试表明，BiOBr的禁带宽度为2．78eV，吸收波长为410nm，吸收边带为445nm，较P25发生了红移。(2)比较BiOBr、P25和无催化剂在可见光条件下对二甲苯的降解效果，结果表明三者的降解率的顺序为：BiOBr>P25>无催化剂，而且二甲苯的光催化降解符合一级动力学方程，三者的一级动力学速率常数k的关系为：kBios，>kr,25埔无健化嗣；三种二甲苯在BiOBr的作用下的反应活性顺序为对二甲

4、苯>邻二甲苯>摘要间二甲苯。(3)分析反应时间、反应物初始加入量、反应器内相对湿度对催化效果的影响。结果显示：随着反应时间的增加，对二甲苯的降解率逐渐增大，但是降解速率逐渐下降：随着反应物的加入量逐渐增加，二甲苯的降解率逐渐下降，而且一级动力学速率常数k也是逐渐变小；相对湿度的变化同样也影响着光催化降解的效果，试验结果表明，随着反应器内的相对湿度逐渐增大，二甲苯的降解率以及以及反应动力学常数k都是呈逐渐下降的趋势，湿度在30％较为适宜。(4)GC．MS分析结果表明，邻二甲苯的吸附在催化剂上的降解中间产物主要是苯、甲苯、邻间对二甲苯、乙苯、2．丁酮、甲基乙苯；间二甲苯的吸附在催化剂上主要

5、降解产物有2．丁酮、2．戊酮、乙烯基丙烷、甲苯、邻、间、对二甲苯、乙苯、3．甲基．苯甲醛；对二甲苯的吸附在催化剂上的主要降解中间产物有2．丁酮、乙酸乙酯、苯、甲苯、乙苯、邻间对二甲苯。比较三者的产物可以发现，苯环断裂生成的产物不同，这可归因于电子效应和空间效应的影响。(5)在邻、间、对二甲苯的光催化氧化的降解中间产物中发现甲苯、苯，这说明脱甲基反应在整个光催化氧化过程中起着重要作用。同时，从邻间对二甲苯的降解过程中可以看出，羟基自由基的引入反应在整个过程中起着关键性作用。另外，对于邻、间、对二甲苯，在其光催化氧化降解的主要产物中均发现了其各自的同分异构体，这表明异构化反应在二甲苯的降解

6、过程中起着重要作用。本文为BiOX、可见光响应的催化剂，以及二甲苯的降解机理等研究有重要的借鉴意义。关键词：BiOBr二甲苯影响因素降解机理ⅡAbstractWiththerapiddevelopmentofthesociety,therequirementsofthelivingenvironmentofhumanhavebeenbecomingmuchhigher,alsotherequirementsofthelivingenvironmentofhumanbecominghigher．Atthesametime，thisleadstoalotofindoorenvironmen

7、talpollutionhintburied．Decoratingmaterialswillreleaselargeamountsofvolatileorganiccompounds(VOCs)，whichnotonlyseriouslyaffecttheindoorairquality,butalsocausecertaindegreeofthreattohumanhealth．Photocatalyticoxidationtechnolog