本毕设采用沉淀煅烧法来制备PAL/CuO（坡缕石/氧化铜）复合催化剂，制备过程中，采用二水合氯化铜，氢氧化钠和坡缕石作为原材料。通过X射线衍射仪、透射电子显微镜，X射线光电能谱分析和紫外-可见漫反射光谱对该复合催化剂进行表征分析。PAL/CuO复合催化剂的光催化活性是通过在可见光照射和酒石酸存在条件下测定Cr(VI)的还原效率来实现。不同于单纯的坡缕石或是氧化铜，PAL/CuO复合催化剂展现了出色的光催化效应，能够在30 min内完全还原Cr(VI)。研究了试验参数如初始pH值、催化剂装载量和酒石酸浓度，对复合催化剂光催化还原Cr(VI)效率的影响。值得提到的是，所合成的PAL/5.9CuO复合催化剂拥有很好的重复利用性，并且在较宽的pH值(3-9)范围内都展现了较高的催化性能。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1材料 2
1.1.1实验试剂 2
1.1.2实验仪器 2
1.2PAL/CuO复合材料的制备及表征3
1.2.1复合催化剂的制备3
1.2.2复合催化剂的表征和分析3
1.3光催化还原Cr(VI)3
2实验结果与分析4
2.1PAL/CuO复合体的光催化性能4
2.2PAL/CuO复合体的表征及分析5
2．3PAL/CuO复合体还原Cr(VI)的反应机理8
2．4实验参数对Cr(VI)还原效率的影响10
2.4.1初始pH值对Cr(VI)还原效率的影响10
2.4.2催化剂浓度对Cr(VI)还原效率的影响10
2.4.3酒石酸浓度对Cr(VI)还原效率的影响11
2.4.4PAL/5.9CuO的重复性使用12
3总结12
致谢12
参考文献12
PAL/CuO复合材料制备及其光催化性能
引言
引言：随着工业化的进程逐步向前，大量的污染被排放进生态环境中去。相比于其他有机排放物，无法通过生物降解的重金 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
属是尤为严重的问题。目前国内冶金和化学工业中每年大约排出20至30万吨铬渣。铬渣中的有害成分主要是可溶性铬酸钠、酸溶性铬酸等六价铬离子（Cr(VI)）[1]。当铬渣在露天堆积时，经长期雨水冲淋后大量的Cr(VI)随雨水溶渗、流失、渗入地表，从而污染地下水[2]，也污染了江河、湖泊，进而危害农田、水产和人体健康[3]。
Cr(VI)具有毒性、致突变性、致癌性，能够对人体健康造成严重的危害，如肺阻性充血、肝损伤、呕吐和腹泻等等[4]。因此，许多国家和国际组织如加拿大、中国以及世界卫生组织等已经将Cr(VI)在地表水中的浓度限制在不超过0.05 mg/L 。
由于含有Cr(VI)的Cr2O72,H2CrO4,HCrO4和CrO42在水和土壤中都是可溶解和可移动的，这使得直接将Cr(VI)转变成沉淀去除的方式是不可行的[5]。从另一方面来说，Cr(III)是低毒的，并且能较容易地以Cr(OH)3的形态从溶液中沉淀出来。因此，为了去除污水中的Cr(VI)，应当将铬离子从六价还原至三价[6]，再以Cr(OH)3沉淀的形态从水相中被分离[7]。
对于还原Cr(VI)的手段，目前较为常见的方法，都存在一定的缺陷。如化学还原法，在还原过程中往往需要使用过量的催化剂并且可能造成二次污染及后续处理问题；而电化学处理法虽然是一种清洁的技术但是就成本而言比化学还原法高七倍[8]，这使得电化学还原法不适用于大规模的工业应用[9]。于是，研究者们将更多的关注投向光催化还原法，因为这是一种低成本、高效率且不造成二次污染的手段。当光催化剂吸收了能量高于半导体能带隙的光子时，电子空穴对（eh+）形成，然后分离并迁移至光催化剂表面；最后，化学还原反应在电子和Cr(VI)之间发生[10]。当小分子有机酸加入这个反应体系时，光催化还原Cr(VI)的速率显著加快。在这个反应体系中，价态可变的过渡金属离子和小分子有机酸在催化剂表面形成的复合体是Cr(VI)还原的关键，这种复合体能够产生更强的还原剂，并且通过金属－配体电荷迁移途径从小分子有机酸向Cr(VI)转移电子。因此，Cr(VI)的还原率显著提高了。
坡缕石是一种具链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。其结构属2：1型粘土矿物，属于海泡石族。坡缕石晶体呈棒状，单根晶体的直径为20~70 nm, 长度为0.5~5 μm，理论结构式为Si8Mg8O20(OH)2(H2O)4`4H2O[11]。由于其固有优势，如资源丰富、稳定性高、特有的多孔隙结构、低成本和生态友好性，坡缕石已经发展成为移除有机污染排放和重金属离子的一种颇具前景的吸附剂[12]。坡缕石在环境修复中因为具有出色的惰性和稳定性，常常被用作载体来固载催化剂。近几年，Cu2+和CuO被证明对模拟光照条件下小分子量有机酸还原六价铬的反应有催化作用。不过，少有着眼于氧化铜修饰的坡缕石用于光催化还原Cr(VI)过程的研究。因此，本毕设致力于通过简单的沉淀煅烧法来制备PAL/CuO复合催化剂，并在模拟光照及酒石酸存在条件下对其光催化还原Cr(VI)的性能进行测试[13]。催化剂材料通过X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱进行表征。
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 实验试剂
实验中所使用的试剂均为市售分析纯试剂，实验前确保所有试剂无过期、吸湿、变质等现象。实验中直接使用药品，未经过处理。
实验所用试剂详情见表1。
表1 实验试剂
试剂名称
相对分子量
生产厂家
坡缕石
2.052.32（密度）
江苏玖川纳米材料科技有限公司
二水合氯化铜
170.48
国药集团化学试剂有限公司
丙酮
58.08
上海凌峰化学试剂有限公司
氢氧化钠
40.00
上海九亿化学试剂有限公司
乙醇
46.07
上海凌峰化学试剂有限公司
重铬酸钾
294.18

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