2是现有的光催化剂中研究最多的,但其自身只能被紫外光线激发,对太阳能利用率很低,这在一定程度上限制了光催化剂的应用范围[6-8]。铋系光催化剂中的卤氧化铋类(BiOX,X=Cl,Br,I)光催化剂具有良好的可见光活性[9-11]。研究结果表明:卤氧化铋类光催化剂,光催化活性随卤族分子的相对分子质量的增加而增强,碘氧铋(BiOI)无论在紫外光还是在可见光下均显示出最好的催化活性,最具发展前景[12-15]。
随着科学的发展,单一光催化剂越来越不能满足催化效率、催化利用率等方面的要求。因而,研究人员将目光转向了复合光催化材料。研究结果表明,复合光催化剂较单一光催化剂具有以下优势:(1)具有更高的紫外光和可见光催化活性,这归因于它在370-630nm的强吸收。(2)吸收带边红移更加明显以及光生电子和空穴的有效转移,从而减少了电子-空穴对的复合,增大催化效率[16-18]。
本研究采用沉淀-沉积法制备了一种新型的可见光催化剂BiOI/TiO2复合光催化剂。探讨了该种催化剂在可见光条件下对不同藻类的杀灭效应,并阐述了其作用可能机制,以期为研制高效抑藻剂、治理水体污染提供新的解决途径。
1 材料与方法
1.1 主要实验原料
蓝藻、绿藻、90%丙酮、90%环丙酮、无水乙醇、碳酸钙、尿素、磷酸、硫酸镁、氯化钾、碳酸氢钠、硫酸亚铁、氯化钙、牛血清标准蛋白、考马斯亮蓝G-250、2%CTAB抽提液、Tris饱和酚、酚/氯仿/异戊醇、异丙醇、70%乙醇、含10ug/mlRNaseA的TE缓冲液。
滤网捕藻器、研钵、离心管、离心机、比色管、比色皿、X-射线衍射仪 (X R D )、扫描电镜、透射电镜、照相机、722型分光光度计、烧杯、镊子、纱布、显微镜、玻璃棒、漏斗、AL204型电子天平、高速离心机、光照培养箱(GX2智能型)、药匙、滤纸、移液管、试管、冰箱、恒温水浴锅、移液器、恒温磁力搅拌器(CLA型)。
1.2 光催化剂的制备
1.2.1 TiO2的制备(溶胶-凝胶法)
10mL钛酸丁酯溶于70mL无水乙醇中,搅拌均匀,加入4mL冰醋酸,使其与Ti形成配合物,抑制钛酸丁酯水解。然后在室温、剧烈搅拌下,缓慢滴加4mL去离子水,再用1mol/L硝酸调节PH=2,继续搅拌12小时。将制得的凝胶放入60℃干燥箱内干燥,研磨后600℃高温煅烧2小时,成功制得白色TiO2粉体。
1.2.2 BiOI/TiO2复合光催化剂的制备
采用沉积-沉淀法制备了BiOI/TiO2复合光催化剂。具体制备方法如下:将2.42g五水合硝酸铋溶于5mL蒸馏水和5mL乙酸的混合液中,得A溶液。将25mL蒸馏水、25mL乙醇和5mL油酸混合液中加入1.36乙酸钠、0.825g碘化钾和0.8g制备的TiO2粉末,充分超声,搅拌4小时后,得B液。在室温下,将A液逐滴滴入B液中,A液滴加完毕后,继续搅拌2小时后,离心,将所得沉淀物用蒸馏水和无水乙醇充分洗涤,60℃干燥箱内干燥,再将干燥后的粉末转移至马弗炉300℃煅烧2.5小时,得TiO2/BiOI复合物粉末。
1.3 光催化剂结构和性能表征分析
1.3.1 XRD分析
通过D8 ADVANCE 型X-射线粉末衍射(XRD)仪(德国布鲁克公司)测定制备的BiOI/TiO2复合物的结构特征。实验条件:Cu:Ka为辐射源;管电压:40 kV;管电流:40 mA;扫描速度:3°/min;分析范围:5°-70°。
1.3.2 SEM分析
通过Quanta200型扫描电子显微镜(SEM)对制备的BiOI/TiO2复合物进行形貌观察。
1.4 光催化剂对富营养水体中藻类生长的影响(2):http://www.youerw.com/shengwu/lunwen_27.html