2 实验部分
2.1 试剂和仪器
试剂:凹凸棒粘土(0.074mm),氨水(AR),无水乙醇, FeCl3·6 H2O, FeCl2·4 H2O,对硝基苯胺(AR),SnCl2·2 H2O。
仪器:722分光光度计、500W氙灯、4000r/min离心机、SHZD(Ⅲ)-循环水式真空泵、XPA系列光化学反应仪、DZF-6050真空烘箱、SX2-2.5-12箱式电阻炉、KQ-100VDE型三频数控超声波清洗器、电子天平BS223S。
2.2 ATT-FexOy- SnO2复合光催化剂的制备
控制不同配比(r=nFe: nSn= 3:1、1:1、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:6),其中nFe和nSn代表FexOy和SnO2。
2.2.1 粗提纯凹土的制备
取用一定量的粗凹土,然后用去离子水洗7-8次,超声30min,离心,烘干,然后研碎,300℃煅烧4h,即可制得粗提纯凹土。
2.2.2 ATT- FexOy的制备
称取1.081g FeCl3·6H2O配制成100ml溶液,称取0.477g FeCl2·4H2O配制成60ml的容易,将其混合,加入1g粗提纯凹土,将其置于70℃的恒温水浴锅中,搅拌20分钟,用氨水调节pH至10-11,恒温水浴搅拌1.5h,恒温陈化2h,抽滤(用去离子水洗涤两次,用无水乙醇洗涤2次)烘干,然后研碎,300℃煅烧4h,即可制得ATT-FexOy催化材料。
2.2.3 ATT-FexOy-SnO2光催化剂制备文献综述
将制得ATT-FexOy放在250ml的烧杯中加入80ml去离子水超声0.5h。
按比例称取一定量的SnCl2·2H2O(例如当r=1:5时,m=7.221g)将其溶于5ml的无水乙醇中,慢慢滴加到上述溶液中,搅拌0.5h,用氨水调节PH至6-7,搅拌4h,陈化12h,然后抽滤,烘干,研碎,300℃煅烧4h。即可制得ATT-FexOy-SnO2催化材料。
2.3 材料表征
用X-射线粉末衍射仪(XRD)测试产物的物相,测试仪器和条件为:瑞士ARL公司生产的X~TAXA射线衍射仪,Cu靶Kа1(λ=0.15406nm),在5°~75°连续扫描。采用Beckman Coulter 公司生产的CoulterSA3100型表面孔径吸附仪对材料的比表面积,以N2为吸附气体来测量材料的比表面积和吸附-脱附等温线,样品预先在200 ℃脱气2 h。采用日本Shimadzu UV-3600型分光光度仪测试催化剂的吸光性能,以硫酸钡作为标准参比样品,测试条件为:扫描狭缝为 2.00 nm,速度扫描以 200 nm/min,扫描范围为 200~800 nm。采用HH-15 VSM型振动样品磁强计来测定样品的磁学性质。
2.4 材料的光催化性能
向盛有500mL10mg/L对硝基苯胺溶液的石英试管中加入0.5g催化剂和2 mL30%的H2O2,通空气搅拌使粉体充分悬浮。先暗吸附30min,然后在500W氙灯的照射下,每隔20min取一次溶液,进行离心分离,测上层清夜的吸光度(381nm),对比它们的光催化性能。根据朗伯-比尔定律,计算对硝基苯胺浓度,按下式计算甲基橙的降解率。
降解率%= 来.自/优尔论|文-网www.youerw.com/
式中A0 ,Ai分别为降解前后对硝基苯胺的吸光度。
3 结果与讨论
3.1 催化剂的表征
3.1.1 催化剂的XRD检测
图1为ATT-FexOy,ATT-SnO2,FexOy-SnO2,ATT-FexOy-SnO2等复合材料的XRD谱图,图1a的2θ=8.3°,19.9°,26.6°,35.0°的衍射峰是凹土的特征峰,可见凹土具有层状化合物的结构特征;而2θ=30.1°,35.5°,43.1°,56.9°,62.6°的衍射峰是Fe3O4的特征峰,2θ=24.1°,33,2°,54.1°,57.6°,62.4°,71.9°的衍射峰是Fe2O3的特征峰,ATT-FexOy中的FexOy是Fe3O4和Fe2O3的混合物。图1b的2θ=26.6°,33.9°,27.9°,51.78°的衍射峰是SnO2的特征峰,但凹土的特征峰明显减弱,可能由于SnO2的特征峰较强,掩盖了凹土的特征峰。图1c中,既可见FexOy的衍射峰,又可见SnO2的特征峰,说明FexOy-SnO2为FexOy与SnO2二者的复合物。通过比较图c与图d的对比中,很容易可以看出FexOy-SnO2复合物已经负载在凹凸的表面