可磁分离复合型铋基光催化剂的制备及其五氯酚降解机理研究

基本信息
批准号:21407115
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:曹少文
学科分类:
依托单位:武汉理工大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:亓丽芳,张金锋,李覃,周鹏,金健,狄廷敏
关键词:
磁性分离光催化降解五氯酚铋基半导体铁氧体
结项摘要

The degradation and removal of pentachlorophenol from ambient water are important to protect the water environment and human health. This project is an innovative study on the design and fabrication of hybrid photocatalysts based on the combination of ferrite and bismuth-based semiconductor, and their application for efficient visible-light photocatalytic degradation of pentachlorophenol. In this project, the controlled preparation of ferrite/bismuth-based semiconductor hybrid photocatalysts will be achieved. The visible-light photocatalytic property of the hybrid photocatalysts for the degradation of pentachlorophenol will be evaluated. The effect of the composition, structure and experimental condition on the photocatalytic degradation of pentachlorophenol will be investigated. The magnetically separable and cycling behavior of hybrid photocatalysts will be explored. More importantly, the intermediate and final product, and the active species during photocatalytic process will be detected and analyzed to reveal the degradation mechanism of pentachlorophenol. This project aims to combine the advantages of both ferrite and bismuth-based semiconductor, which can not only efficiently degrade pentachlorophenol under visible light, but also actualize the magnetic separation of solid photocatalysts from aqueous solution. With the help of sufficient study on the photocatalytic mechanism of pentachlorophenol, carrying out this project will provide both practical and theoretical guidance for the development of highly efficient methods for the degradation and removal of pentachlorophenol.

研究环境水体中五氯酚降解去除方法对保护水环境和人类健康乃至社会的发展均具有重大意义。本项目拟设计和制备磁性铁氧体/铋基半导体复合光催化材料,研究其可见光下降解五氯酚的性能和机理。研究内容包括:(1)磁性铁氧体/铋基半导体复合光催化剂的可控制备。(2)可见光光催化降解五氯酚的性能评价。考察光催化剂组分、结构和实验条件等因素对光催化降解五氯酚活性的影响;考察光催化剂磁性分离和循环利用效果。(3)研究降解过程中的中间产物和最终产物,以及光催化降解过程的主导活性基团,揭示复合光催化剂可见光降解五氯酚的机理。本研究项目将磁性铁氧体材料与高活性铋基半导体材料的优势有机结合,既能充分实现可见光下五氯酚的光催化快速降解,又可以利用铁氧体的磁学性能实现固液的磁性分离,同时充分开展五氯酚光催化降解机理的研究,可为发展新型高效的五氯酚降解去除技术提供实验依据和理论指导。

项目摘要

项目执行期间通过固相反应-室温水解、微波辅助溶剂热、静电自组装和原位复合等方法制备了复合型铋基光催化材料;研究了光催化剂组分和结构等因素与光催化活性之间的内在关系;考察了光催化剂的分离和循环利用效果;探究了光催化反应过程中的中间产物、最终产物和主导活性基团,揭示了复合光催化剂的光催化机理。通过本项目的研究,可以丰富铋基复合光催化材料的制备方法,结合微观结构的调控及光催化性能的评价,揭示了光催化降解污染物的机理。多篇研究论文发表在多种国内外权威刊物上,如:Advanced Materials、Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews、Journal of Catalysis、Journal of Power Sources 等,发表SCI 收录论文12篇,其中ESI高被引论文2篇,发表论文被SCI引文950余次。申请了国家发明专利4项。项目执行期间共毕业了4位硕士研究生,另有6位研究生在读。建立了较为广泛的国际学术交流与合作关系。项目负责人曹少文2014年入选湖北省“楚天学者计划”;2017年获得湖北省青年杰出人才基金资助;2016年入选武汉理工大学15551人才工程;项目期间被聘为国际期刊《Scientific Reports》编委和国内期刊《Chinese Journal of Catalysis》青年编委。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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