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中国矿业大学学报2025年第04期:NH_2-MIL-125/BiOBr复合材料制备及其光催化降解黄药研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:倪超;栾建傅;刘嘉友;王腾;张克非;俞和胜;

单位:中国矿业大学化工学院;

摘要:为实现对选矿废水中黄药的高效去除,本研究通过溶剂热合成法将金属有机框架(MOF)材料NH_2-MIL-125(NM-125)与溴氧化铋(BiOBr,简写为BOB)复合,制备了一种新型MOF/BOB型复合光催化材料NM/BOB.采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、电化学阻抗谱(EIS)等表征技术,对NM/BOB的物相、形貌以及光电性能进行了全面表征.通过光催化试验研究了NM/BOB对异丁基钠黄药(SIBX)的降解效果,并探讨了NM/BOB降解SIBX的机理.结果表明:NM/BOB中NM-125均匀地分布在BOB片上,显著提高了BOB的比表面积,增加了活性位点,为高效降解SIBX提供了结构基础.在催化剂用量为400 mg/L、SIBX初始质量浓度为200 mg/L、溶液pH=7.0~7.5条件下,光照150 min, NM/BOB复合光催化剂对SIBX的降解率达到99.09%.NM/BOB具有良好的稳定性,在连续4次降解试验之后,对SIBX的降解率仍高达81%以上.SIBX溶液的pH和溶液中的Ca~(2+)/Mg~(2+)对NM/BOB降解SIBX的效果没有显著影响.与NM-125单体和BOB单体相比,NM/BOB形成了Ⅱ型异质结,实现了光生电子-空穴对的有效分离,抑制了光生载流子的复合,从而显著提高了光电性能,这是NM/BOB提高光催化效率的主要原因.

关键词:光催化;;MOF;;BiOBr;;Ⅱ型异质结;;黄药

基金资助:国家自然科学基金项目(51878655)