草酸协同ZrO2-(NH4)3PW12O40复合催化剂降解罗丹明B及其机理

冯少凡，李征，李静

(1.河北工业大学 土木与交通学院，天津 300401；2.中国市政工程华北设计研究总院 第一设计研究院，天津 300074)

印染废水中大分子有机染料具有一定的生物毒性，难以通过常规水处理工艺去除[1]。光催化技术具有高效、反应条件温和以及绿色环保等优点。二氧化锆(ZrO2)具有热稳定性好、耐光、腐蚀性能好等优点，但是纯ZrO2材料的光生载流子分离效率低，降低其光催化活性[2]。磷钨酸铵具有稳定的化学结构及Keggin特征，可显著影响其他半导体催化剂的催化性能[3]。本文将ZrO2与(NH4)3PW12O40相复合，制备出ZrW复合型光催化剂，并应用于草酸协同光催化降解罗丹明B(RhB)体系中，考察了催化剂种类、草酸浓度、初始pH等因素对RhB降解的影响，并探讨了草酸协同ZrW光催化技术的降解作用机制。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

氧氯化锆、氯化铵、苯醌(BQ)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、异丙醇(IPA)、氨水(25%～27%)、磷钨酸、甲基紫精(MV)、草酸、草酸铵、草酸钠均为分析纯；实验用水为超纯水。

Talos F200S场发射高分辨透射显微镜；Nova Nano SEM450场发射电子显微镜；ESCALAB 250Xi X射线电子能谱仪；Lambda 25紫外-可见漫反射光谱仪；Lambda 25 紫外可见漫反射光谱仪；CHI760E电化学工作站；UV 5800PC 紫外可见分光光度计。

1.2 ZrO2-(NH4)3PW12O40的制备

ZrO2的制备参考Cui的制备方法[4]。将ZrO2烘干后置于马弗炉中，500 ℃煅烧3 h。

将200 mg ZrO2置于40 mL超纯水中，超声分散，滴入过量的NH4Cl(按n((NH4)3PW12O40)∶n(NH4Cl)>3∶1计算)，称为溶液A。将一定质量的H3PW12O40·XH2O溶于5 mL超纯水中，称为溶液B。将溶液B按照n(Zr)∶n(W)=1∶3比例缓慢滴至A中，磁力搅拌15 h。沉淀离心、清洗、烘干后，置于马弗炉中，350 ℃煅烧，退火反应2 h，冷却至室温，得到ZrO2-(NH4)3PW12O40复合材料，记为ZrW。

1.3 样品表征

采用……