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改性光催化剂湿法脱除气态单质汞(4)

来源:湿法冶金 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-03-01
作者:网站采编
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摘要:图10 消除剂对Hg0脱除效率的影响Fig.10 Effect of scavengers on Hg0removal 基于上述实验和表征,可以推知荧光灯照射下Ag-AgIO3(4%)BiOI光催化剂中Ag、AgIO3和BiOI之间可能

图10 消除剂对Hg0脱除效率的影响Fig.10 Effect of scavengers on Hg0removal

基于上述实验和表征,可以推知荧光灯照射下Ag-AgIO3(4%)BiOI光催化剂中Ag、AgIO3和BiOI之间可能的电荷转移方式,如图11所示.由DRS分析得知,AgIO3的带隙能为3.38eV,其EVB和ECB分别为3.83,0.45eV;BiOI的带隙能为 1.71eV,其 EVB和 ECB分别为 2.29,0.58eV.本研究中使用的可见光光源为荧光灯,采用Fluorlog FL3-22荧光光谱仪测试结果显示该荧光灯含有少量波长为 405nm(3.06eV)的紫外光.因此,在荧光灯辐照下,BiOI光催化剂可以被激发产生光生电子-空穴对,而 AgIO3由于其宽带隙(3.38eV)而不能被激发.由于荧光灯的波长具有3.06eV的能量,所以,BiOI的 CB可以跃迁至-1.1eV[34].形成新的能带匹配后,BiOI上CB的电子会转移至AgIO3的CB.另外,由于单质Ag的存在及其等离子体共振效应和良好的导电性,它亦可以产生光生电荷;BiOI光催化剂 CB上电子转移至单质Ag上,而后进一步转移至AgIO3的CB.由于BiOI的CB电位低于氧的还原电位[E0(O2/?O2-) =-0.046eV][18],BiOI上CB的e-将与其表面的O2反应生成?O2-,聚集在Ag颗粒表面上的e-亦能够与吸附在光催化剂上的 O2反应生成?O2-[22].由于 BiOI的VB 高于?OH/OH-的还原电位(1.99eV)[18],所以,BiOI上VB处存在的h+可以将OH-氧化为?OH.由于以上光生电子-空穴对的有效分离,Ag-AgIO3(4%)BiOI的反应体系中会存在大量的活性物质如?O2-、h+和?OH,该分析与 ESR测试结果一致.由消除剂实验可知,Ag-AgIO3(4%)BiOI光催化体系产生的?O2-是主要的活性物种,h+和?OH是次要物种.

图11 Ag-AgIO3(4%)BiOI光催化剂的脱汞机理Fig.11 Mercury removal mechanism of Ag-AgIO3(4%)BiOI photocatalyst

3 结论

3.1 在荧光灯照射下,Ag-AgIO3/BiOI光催化剂呈现出优异的光催化氧化活性,AgIO3负载量为4wt.%时,脱汞活性高达98%.

3.2 反应温度过高时,由于Hg0和O2溶解度的降低,脱汞性能受到限制;与中性溶液相比,酸性条件对Ag-AgIO3(4%)BiOI的脱汞性能几乎没有影响,但较强碱性条件对其活性影响较大;与 NO 相比,SO2对Ag-AgIO3(4%)BiOI光催化剂脱汞活性的影响更大.

3.3 与BiOI相比,Ag-AgIO3(4%)BiOI的等温线和BET比表面积变化均较小,且Ag-AgIO3(4%)BiOI的XRD上未发现Ag和AgIO3的特征衍射峰,说明Ag和AgIO3在BiOI上高度分散.在Ag-AgIO3/BiOI光催化剂体系中,?O2-的作用最大,h+和?OH次之.

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文章来源:《湿法冶金》 网址: http://www.sfyjzz.cn/qikandaodu/2021/0301/419.html



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