α-Fe2O3/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究

无机盐工业 ›› 2019, Vol. 51 ›› Issue (5): 74-77.

α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究

谢娟¹,夏润南²,杜红霞¹,许永权¹,赵树春¹,许红¹,康文通¹

^1. 河北科技大学化学与制药工程学院,石家庄 050018
^2. 北京化工大学材料科学与工程学院

收稿日期:2018-11-27 出版日期:2019-05-10 发布日期:2020-04-28
作者简介:谢娟（1981— ）,女,博士,副教授,主要从事无机微/纳米复合物的合成与应用研究;E-mail：xiejuan_katy@yeah.net。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(21206026);河北省自然科学基金资助项目(E2016208144);河北科技大学引进人才科研启动基金资助项目(1181264)

Preparation of α-Fe₂O₃/coal gangue composite photocatalyst and its application in pentachlorophenol degradation

Xie Juan¹,Xia Runnan²,Du Hongxia¹,Xu Yongquan¹,Zhao Shuchun¹,Xu Hong¹,Kang Wentong¹

^1. College of Chemistry and Pharmaceutical Engineering,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang 050018,China
^2. College of Material Science and Engineering,Beijing University of Chemical Technology

Received:2018-11-27 Published:2019-05-10 Online:2020-04-28

摘要/Abstract

摘要：

以Fe（NO₃）₃、煤矸石和NaOH为原料,采用沸腾回流法制得了一系列不同质量比的α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X射线衍射仪（XRD）及紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等多种手段对产物做了表征。以五氯酚为目标降解物,考察了模拟太阳光照下样品的光催化效果。结果表明,将球形α-Fe₂O₃负载于改性煤矸石表面可有效提高其光催化活性,且α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂的性能与α-Fe₂O₃的含量有关,当α-Fe₂O₃与煤矸石的质量比为30∶100时,样品的光催化效果最佳,180 min内即可将五氯酚降解完全。此外,α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂还具有可重复使用的特点。

关键词: α-Fe₂O₃, 煤矸石, 光催化性能, 五氯酚

Abstract:

Using ferric nitrate,coal gangue and sodium hydroxide as the raw materials,α-Fe₂O₃/coal gangue composite photoc-atalysts with different mass ratios of α-Fe₂O₃ were successfully prepared by boiling reflux method.Field emission scanning electron microscopy（FESEM）,X-ray powder diffraction（XRD） and UV-Vis diffuse reflectance spectra（UV-Vis DRS） were used to characterize the products.The photocatalytic activity of as-prepared samples was investigated for degradation of pentachlorophenol under simulated sunlight.The results indicated that loading spherical α-Fe₂O₃ composite on the surface of modified coal gangue could effectively improve its catalytic activity,and there was a close relationship between the photocatalytic performance of α-Fe₂O₃/coal gangue composites and the content of α-Fe₂O₃.When the mass ratio of α-Fe₂O₃ to coal gangue was 30∶100,α-Fe₂O₃/coal gangue composite photocatalyst showed the highest performance and pentachlorophenol was almost completely degraded within 180 min.In addition,this kind of catalyst could be used repeatedly.

Key words: α-Fe₂O₃, coal gangue, photocatalytic performance, pentachlorophenol

中图分类号:

TQ138.11

谢娟,夏润南,杜红霞,许永权,赵树春,许红,康文通. α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究[J]. 无机盐工业, 2019, 51(5): 74-77.

Xie Juan,Xia Runnan,Du Hongxia,Xu Yongquan,Zhao Shuchun,Xu Hong,Kang Wentong. Preparation of α-Fe₂O₃/coal gangue composite photocatalyst and its application in pentachlorophenol degradation[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2019, 51(5): 74-77.

图/表 6

表1

图1

图2

图3

图4

图5

参考文献 14

[1]	Jiao Y, Liu Y, Qu F Y , et al. Dendritic α-Fe₂O₃ hierarchical archi tectures for visible light driven photocatalysts[J]. Cryst.Eng.Comm., 2014,16(4):575-580. doi: 10.1039/c3ce41994k
[2]	Jiao Y, Liu Y, Qu F Y , et al. Visible-light-driven photocatalytic properties of simply synthesized α-iron(Ⅲ) oxide nanourchins[J]. J.Colloid Interface Sci., 2015,451:93-100. doi: 10.1016/j.jcis.2015.03.055 pmid: 25890117
[3]	He L M, Jing L Q, Luan Y B , et al. Enhanced visible activities of α-Fe₂O₃ by coupling N-doped graphene and mechanism insight[J]. ACS Catal., 2014,4(3):990-998. doi: 10.1021/cs401122e
[4]	王丹萍, 李巧玲 . 水热法制备改性煤矸石/TiO₂复合光催化材料的催化性能[J]. 化工中间体, 2014(5):56-60.
[5]	王丹萍, 李巧玲, 费少雷 , 等. 改性煤矸石/TiO₂复合材料的制备及其光催化性能[J]. 化工新型材料, 2016,44(1):52-54.
[6]	李燕, 孙道胜, 王爱国 , 等. CdS/矸石复合粉的声化学法制备及光催化性能[J]. 人工晶体学报, 2015,44(3):717-721.
[7]	李燕, 杨旭光, 孙道胜 , 等. 铋基碘氧化物/煤矸石复合粉体的制备及光催化性能[J]. 人工晶体学报, 2016,45(2):430-434.
[8]	Quan X, Ruan X L, Zhao H M , et al. Photoelectrocatalytic degradation of pentachlorophenol in aqueous solution using a TiO₂ nanotube film electrode[J]. Environ.Pollut., 2007,147(2):409-414. doi: 10.1016/j.envpol.2006.05.023 pmid: 16815608
[9]	孙统才 . 可回收纳米吸附催化材料煤矸石/Fe₃O₄@TiO₂的制备及其表征[D]. 太原:中北大学, 2016.
[10]	陈江华 . 改性煤矸石的制备及对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究[J]. 山西煤炭, 2013,33(11):27-28.
[11]	郭旭颖, 董艳荣, 狄军贞 , 等. 改性煤矸石对煤矿酸性废水中Fe ²⁺、Mn ²⁺的吸附 [J]. 非金属矿, 2017,40(2):83-87.
[12]	范立群, 李正炎, 杨丽娜 . 煤矸石的改性及其对废水中Pb ²⁺的吸附性能研究 [J]. 青岛理工大学学报, 2010,31(3):64-68.
[13]	张铁军, 宋矗森, 陈莉荣 , 等. 煤矸石复合吸附剂对Zn ²⁺的吸附性能 [J]. 环境保护科学, 2016,42(5):96-101.
[14]	周昭 . α-Fe₂O₃/ZnO复合物的制备及其光催化性能研究[D]. 石家庄:河北师范大学, 2015.

样品编号	煤矸石用量/g	m（α-Fe₂O₃）:m（煤矸石）	样品编号	煤矸石用量/g	m（α-Fe₂O₃）:m（煤矸石）
a	10.00	—	e	7.98	20:100
b	—	纯α-Fe₂O₃	f	5.32	30:100
c	31.94	5:100	g	3.99	40:100
d	15.97	10:100	h	3.19	50:100

[1]	晏超群, 张贤明, 魏娟, 程治良, 徐倩, 张轩. 立方体形α-Fe₂O₃光催化剂的合成及其可见光芬顿降解抗生素[J]. 无机盐工业, 2023, 55(8): 28-35.
[2]	王丽萍, 李超, 常宁, 曹坤, 高桂梅, 张云峰, 洪雨, 图亚, 赵建强. 煤矸石中有价元素回收技术研究进展[J]. 无机盐工业, 2023, 55(7): 10-17.
[3]	王丽娟, 燕可洲, 郭志强, 赵仲鹤, 郭彦霞, 程芳琴. 钠盐活化赤泥-煤矸石酸浸液制备聚合氯化铝[J]. 无机盐工业, 2023, 55(4): 76-83.
[4]	张谌虎, 马毅, 朱山, 陈鹏, 王成勇, 李子文. 煤矸石螯合改性后对选矿废水中重金属离子吸附研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(4): 97-103.
[5]	杨权成,张开永,郭德,石常省,马瑞欣,唐利刚,杜振毓. 介孔硅酸钙吸附亚甲基蓝性能研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(10): 86-91.
[6]	刘小婷,温久然,王思雨,刘开平,高妮,钟佳墙. 原状煤矸石骨料强化工艺研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(4): 65-71.
[7]	杨权成,弓志明,毛艳宇,李晓东,张闫城,石常省,曾鸣. 煤矸石提铝尾渣水热法制备介孔硅酸钙研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(11): 86-90.
[8]	高雅男. 二氧化钛-钒酸铋复合材料光催化降解布洛芬的研究[J]. 无机盐工业, 2019, 51(6): 88-91.
[9]	王硕,白丽明. 钇沉积的二氧化钛-SBA-15纳米催化剂制备及其应用[J]. 无机盐工业, 2019, 51(3): 77-81.
[10]	张洪光1，王国薇2，孙革1，许凤1，李红梅1，李爽1，付双1. 二氧化钛发光与光催化性能关系的研究[J]. 无机盐工业, 2019, 51(12): 94-96.
[11]	范剑明1，2. 高铝煤矸石铝硅分级提取实验研究[J]. 无机盐工业, 2019, 51(11): 65-68.
[12]	张金山, 孙春宝, 曹钊, 范文阳, 郭振坤, 樊雪敏. 煤系高岭岩制备偏高岭土实验研究[J]. 无机盐工业, 2016, 48(9): 64-.
[13]	范雯阳, 李侠, 孙建岭. 内蒙古某煤矸石低温制备4A沸石实验[J]. 无机盐工业, 2016, 48(5): 44-.
[14]	张翔, 段建榜, 李瑞歌, 陈淼, 卢艳洁. 炼钙还原渣和煤矸石制备聚合氯化铝的研究[J]. 无机盐工业, 2016, 48(4): 66-.
[15]	. 高铁型煤矸石酸浸液制备聚合硫酸铝铁实验研究*[J]. 无机盐工业, 2015, 47(6): 57-.

首页

全国无机盐信息中心

中国化工学会

无机酸碱盐专业委员会

α-Fe₂O₃/煤矸石复合光催化剂的制备及其降解五氯酚性能的研究

Preparation of α-Fe₂O₃/coal gangue composite photocatalyst and its application in pentachlorophenol degradation

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 6

参考文献 14

相关文章 15

Metrics

本文评价

推荐阅读 0

首 页