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基本信息

項(xiàng)目名稱：
--新型可見(jiàn)光催化劑BiVO4降解中成藥制藥廢水的研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本論文是以玉林制藥產(chǎn)生的廢水為研究對(duì)象，利用對(duì)可見(jiàn)光具有吸收作用的BiVO4作催化劑，加入一定量的H2O2作為助氧化劑光降解制藥廢水，為制藥廢水的處理提供一種新的處理方法。光催化氧化法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作條件易控制、非選擇性的氧化有機(jī)污染物、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染并且催化劑可回收利用等突出優(yōu)點(diǎn)，利用光催化氧化技術(shù)在有機(jī)廢水治理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
詳細(xì)介紹：
本論文是以玉林制藥產(chǎn)生的廢水為研究對(duì)象，利用對(duì)可見(jiàn)光具有吸收作用的BiVO4作催化劑，加入一定量的H2O2作為助氧化劑光降解制藥廢水，為制藥廢水的處理提供一種新的處理方法。光催化氧化法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作條件易控制、非選擇性的氧化有機(jī)污染物、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染并且催化劑可回收利用等突出優(yōu)點(diǎn)，利用光催化氧化技術(shù)在有機(jī)廢水治理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。所以此研究對(duì)玉林乃至全國(guó)制藥發(fā)展及環(huán)境保護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

本文通過(guò)改進(jìn)的水熱法制備單斜晶相結(jié)構(gòu)的BiVO4，并采用X-射線衍射、掃描電鏡、紅外光譜、紫外可-見(jiàn)漫反射譜等對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。并將BiVO4應(yīng)用于中成藥制藥廢水的降解研究，通過(guò)正交試驗(yàn)確定催化劑用量、空氣流量、溶液pH值、助氧化劑H2O2的加入等因素對(duì)廢水光催化降解的影響主次順序，從而確定降解廢水的最佳工藝條件，為開發(fā)處理制藥廢水的新工藝提供參考。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

研究表明，BiVO4具有可見(jiàn)光催化分解水和降解有機(jī)污染物的能力，其響應(yīng)光波長(zhǎng)范圍達(dá)到500nm之上，作為光催化材料在廢水處理方面已展現(xiàn)出良好的可見(jiàn)光催化降解性能。使用光催化劑BiVO4來(lái)處理制藥廢水等實(shí)際廢水的研究國(guó)內(nèi)外還鮮見(jiàn)報(bào)道。使用光催化劑BiVO4來(lái)處理廢水其能很好的利用太陽(yáng)能源來(lái)做降解條件，可用資源豐富，該催化劑無(wú)毒，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定常溫下不發(fā)生任何變化，且操作簡(jiǎn)易。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本論文是以玉林制藥產(chǎn)生的廢水為研究對(duì)象，利用對(duì)可見(jiàn)光具有吸收作用的BiVO4作催化劑，加入一定量的H2O2作為助氧化劑光降解制藥廢水，為制藥廢水的處理提供一種新的處理方法。光催化氧化法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作條件易控制、非選擇性的氧化有機(jī)污染物、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染并且催化劑可回收利用等突出優(yōu)點(diǎn)，利用光催化氧化技術(shù)在有機(jī)廢水治理方面有著廣闊的應(yīng)用前景。

學(xué)術(shù)論文摘要

以Bi(NO3) 3?5H2O和NH4VO3為原料，采用簡(jiǎn)單的水熱法制備了新型可見(jiàn)光BiVO4催化劑，并用X-射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜(IR)和紫外-可見(jiàn)光漫反射光譜(UV-vis DRS)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并將其應(yīng)用于光催化降解中成藥制藥廢水降解反應(yīng)中，通過(guò)正交試驗(yàn)和單因素分析，考察了催化劑用量，空氣流量，溶液pH 值，助氧化劑對(duì)制藥廢水CODcr 去除率、脫色率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水熱產(chǎn)品屬于單斜晶系BiVO4，其帶隙能為2.41eV，并具有良好的可見(jiàn)光催化活性。對(duì)于經(jīng)10倍稀釋的制藥廢水，BiVO4添加量為2.0g?L--1，通氧量為120L?h-1，助氧化劑H2O2添加量為1.0mL，不改變廢水pH值，在400W金屬鹵化物燈離液面11cm照射反應(yīng)180 min的條件下，制藥廢水的CODcr去除率為94.3%，脫色率為95.6%，得到了較好的降解。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

經(jīng)專家評(píng)審，本論文已進(jìn)入廣西藏族自治區(qū)第五屆“大學(xué)生挑戰(zhàn)杯”決賽

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

制藥廢水是國(guó)內(nèi)外較難處理的高濃度有機(jī)污水之一，也是我國(guó)污染最嚴(yán)重、最難處理的工業(yè)廢水之一。制藥廢水的特點(diǎn)組成復(fù)雜，有機(jī)污染物種類多， BOD 和CODcr比值低且波動(dòng)大，SS濃度高，同時(shí)水量波動(dòng)大。在國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)者從事制藥廢水的研究，傳統(tǒng)的處理方法主要有：物理法、化學(xué)法、生化法，此外隨著催化劑和納米技術(shù)的發(fā)展也有很多學(xué)者采用納米材料來(lái)做制藥廢水處理的研究，如TiO2降解制藥廢水的研究。在紫外光照射下加入2.0g/L的TiO2，降解3h COD去除率達(dá)80%，而在太陽(yáng)光照射下加入2.5g/L的TiO2， 3h后COD去除率僅達(dá)86%，由此可見(jiàn)TiO2對(duì)太陽(yáng)光的利用并不好。由于納米 T i O2光催化材料擅長(zhǎng)處理低濃度廢水。因此，將納米 TiO2光催化技術(shù)和傳統(tǒng)水處理技術(shù)相結(jié)合可能是一個(gè)很好的發(fā)展方向，將環(huán)境污染物的凈化處理局限于單獨(dú)使用一種處理方法是不現(xiàn)實(shí)的。太陽(yáng)光中的紫外線部分只占太陽(yáng)光能量中4％，然而在整個(gè)太陽(yáng)光能量中，可見(jiàn)光約占4 3％，同時(shí)在其使用過(guò)程中還存在光生電子 一空穴對(duì)復(fù)合、光催化量子效率低等，所以極大地限制了T i O2的廣泛應(yīng)用。 開發(fā)新型高效的可見(jiàn)光催化劑，及充分利用太陽(yáng)能，將是光催化發(fā)展進(jìn)一步走向?qū)嵱没谋厝悔厔?shì)。BiVO4最近已經(jīng)被認(rèn)為是在可見(jiàn)光下光解水和處理有機(jī)污染物的最有效光催化劑之一 。BiVO4降解有機(jī)污染物的機(jī)理和TiO2類似，主要依賴于空穴(h+)，不過(guò)BiVO4的導(dǎo)帶電位在0V，也就是說(shuō)，它所產(chǎn)生的電子不同于TiO2，沒(méi)那么容易被O2所捕獲，增加了空穴和電子分離的難度。而對(duì)于光催化反應(yīng)，捕獲光激發(fā)產(chǎn)生的空穴，并與給體或受體發(fā)生作用才是有效的，而且光激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴的復(fù)合在10-9S甚至10-25S內(nèi)才可以發(fā)生團(tuán)。因此為使光催化反應(yīng)能有效地進(jìn)行，需要減少電子—空穴復(fù)合。否則，分離的電子和空穴可能在半導(dǎo)體粒子內(nèi)或表面復(fù)合并放出熱能。有效地抑制電子—空穴復(fù)合問(wèn)題至關(guān)重要。往往通過(guò)添加電子受體的方法解決以上問(wèn)題。在眾多的方法中還沒(méi)有找到應(yīng)用光催化劑BiVO4來(lái)處理制藥廢水的報(bào)導(dǎo)，足以見(jiàn)得利用新型可見(jiàn)光催化劑BiVO4降解制藥廢水是一種新的研究方法，在研究BiVO4具有光催化性能的基礎(chǔ)上本文將其應(yīng)用在制藥廢水上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該方法在制藥廢水處理方面效果很好。
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