PDF《纳米晶 CuAl2O4 的合成、表征及光催化性能研究》

1 The average crystallite size of CuAl2O4 powders calcined at different temperatures Temperature/℃ D/nm

700 12.4

800 17.7

900 25.5

1000 38.6 表1所列为根据 CuAl2O4 的XRD 谱中 d

220、d

311、 d511和d440的半峰宽计算平均后得到的粒径. 由表可知, CuAl2O4 晶粒在

700 ~ 900℃缓慢生长,升至 1000℃时 显著增大. 2.3 光催化活性 光催化实验在一个三层同心圆柱状的反应器中 进行.反应器分为

3 部分:光源(高压汞灯或金属 卤化物灯)垂直置于内部上方;

汞灯外为石英冷阱, 内径为

10 cm,内通冷却水使反应器内维持常温;

最 外层是玻璃制的反应池,内径 12.5 cm,池中放置染 料和催化剂. 在50 mL 浓度为

10 mg/L 甲基橙水溶液中加入 0.1 g CuAl2O4 粉末,搅拌并在光源下辐照

2 h.每隔 一定时间取出反应液,静置并离心后取上层清夜, 利用分光光度计测定降解率,作为评判 CuAl2O4 的 光催化活性的依据. (1) 热处理温度的影响 图3所示为不同温度的 CuAl2O4 在GGU-100W 紫外高压汞灯 (上海亚明灯泡厂) 下辐照

2 h 的光催 化效果.由图可知,800℃的CuAl2O4 光催化活性最 高,甲基橙的脱色率达 99%.之后催化活性随温度 的升高而逐渐下降.这主要是因为温度的升高使 CuAl2O4 晶体逐渐完善,CuAl2O4 的含量越来越多, 因而产物的光催化活性越来越高;

但温度过高又会 造成催化剂烧结,使晶体局部增长过快,晶粒变大, 导致光催化性能下降. 图3不同焙烧温度对 CuAl2O4 光催化降解甲基橙的影响 Fig.

3 Effect of CuAl2O4 calcined at different temperatures on photodegradation of methyl orange (2) 不同光源的影响 同时研究了CuAl2O4在不同光源下的光催化活性. 固定甲基橙的浓度、体积和催化剂的用量,将反应器 分别在 GGU-100W 紫外高压汞灯(UV Hg Lamp,上第3卷第4期2008 年4月266 海亚明灯泡厂) 、400 W 金属卤化物灯(Metal Halide Lamp, 常州市武进金陵灯具厂) 和太阳光下 (Sunshine,

8 月份福建泉州 13:00 ~ 15:00)辐照

2 h,定时取样, 静置、离心和测定(见图 4) . 图4不同光源对 800℃焙烧的 CuAl2O4 降解甲基橙的影响 Fig.

4 Effect of different light sources on photodegradation of methyl orange by CuAl2O4 powders calcined at 800℃ 从图

4 可知,在紫外光下 CuAl2O4 对甲基橙的 脱色率最高;

当光源为

400 W 金属卤化物灯和太阳 光时,2 h 的降解率分别为 98%和97.2%.这表明 CuAl2O4 在可见光下具有较高的催化活性, 可达到在 太阳光下降解甲基橙的目的. 2.4 形貌分析 图5所示为 800℃焙烧

2 h 的CuAl2O4 的TEM. 可以看出, CuAl2O4 ........