1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述#8194; 当前，纺织印染工业染色废水色度高 、成分复杂， 具有较大的生物毒性 、诱变性和致癌性，造成 了严重 的环境污染，危害人类生存环境 ．合成染 料具有稳定 性和结构多样性，降解难 度大，因此，染料 的脱色和降 解受到了广泛的关注．光催化氧化法处理 印染废水 是一种新颖而有前途的方法，具有低能耗 、易操作 、无 二次污染等优点．目前，用于光催化降解环境污染物 最受关 注的催化剂 主要是 sno2 ，其催化活性高 、稳定 性好、对人体无害、可以重复使用，能有效去除大气和水的污染物而在工业废水处理方 法中应用前景很好,比如有机污染物的光催化降解、溶液中有毒重金属离子的还原和去除以及制造光伏电池等.sno２ 在常温下禁带宽度为３.６ev,是一种 n 型半导体,其结构可控、可调,在光催化领域具有良好的应用前景,逐渐成为国内外研究的热点.分析了sno２ 晶体结构及其掺杂、复合等改性方法,概述了sno２ 及其改性材料在光催化制氢和光催化降解有机污染物领域的研究进展,阐明了诸多改性方法对促进 sno２ 光催化性能的主要原因 是提高光生电子和空穴的分离效率,并指出sno２ 基光催化材料目前存在的问题,对未来的研究方向做出了展望. 光催化材料在新能源开发、环境污染物治理等领域都具有重要的研究价值.目前开发和利用的光催化材料主要包括金属氧化物[１](zno[２]、tio２[３-４]),硫 化物 (zns[５])、贵 金 属 半 导 体 (agi [６]、bi２o３[７]、bi２wo６[８])和非金属半导体 (g-c３n４[９])等.tio２ 和zno 能 带 较 宽,只 能 利 用 太 阳 能 中 ４％ 紫 外光[１０-１１].此外 bi系材料中能带合适,但 稳 定 性 较差[１２].贵金属半导体能带适中,由于含有贵金属造 价高,不利于工业化和商品[１３].sno２ 是一种常见的 n 型半导体,在常温下带隙宽度约３.６ev,合成工艺简单、稳定性好,结构和性能易于调控,通过简单改性就有良好的光催化性能,因此具有较强的 研究潜力[１４].近几年来 sno２ 半导体 光催化材料的研究进展,重点对sno２ 的物理改性、化学掺杂改性和微观结构调整等[１５]方面进行了分析和总结,并对 sno２ 光催化材料的发展方向进行了展望. sno２ 结构特点 sno２ 是典型的宽带隙(eg=３.６ev,３００k)n型半导体材料[１６],四方晶系金红石结构,属于 p４２/ mnm 空 间 群,晶 胞 参 数 分 别 为 a ＝４.７３７,c＝３.１８６,c/a ０.６７３,每 个 晶 胞 内 含 有 两 个 分 子sno２.该 晶 胞 结 构 具 有 较 好 的 对 称 性,完 美 的sno２ 晶体是一种绝缘材料.然而,晶态sno２ 存在氧空 穴 和 间 隙 电 子,呈 现 出 n 型 半 导 体 的 质.sno２ 由于具有透明导电的特性,以及良好的热力学、化学和机械稳定性,无生物毒性,可应用于光催化、导电玻璃、气敏传感等方面[１７-２０] 测试 吸光度：向 sno2溶胶 中加入 10m g／l亚 甲基蓝溶 液，摇匀后放置于 自制光催 化反应器 中照射 (紫外灯 功率4ow)，每间隔一定 时间用可见光分光光度仪在 最大吸收波长 a．~=664 nm处测定体系中染料的吸光 度，以去离子水作空 白对照；降解率：作吸光度与质量 浓度标准曲线(呈直线关系)，读出吸光度，计算光降解 率=(1-a／a0)x100％，式 中：a。

为试样光照前的吸光度， a为试样光照 t min时的吸光度． ph值 在强酸性条件下，溶胶 的光催化性能 最好，降解率达到 了 97．5％；在 中性条件下，降解率为 37．0％，催化效果不高；在碱性条件下，降解 率为 2o％， 考虑到紫外光照本身对亚甲基蓝降解 的影响，碱性溶 胶没有催化活性. 光照 时 间 随着光 照时间的延长，亚 甲基蓝降 解率不断提高，70 min时，降解率接近 80％，有较好的 降解效果．80 min后，降解率基本达到平衡 ，变化不大 ，当向亚 甲基蓝溶液中加入 tio 溶胶时，亚 甲 基蓝迅速降解．由于亚 甲基蓝降解需要一定时间，光照 时间太短，不能完全分解，如果光照时间太长，则反应 接近平衡，再延长光照时间没有必要． 结论 1.亚甲基蓝溶液初始质量浓度影响降解率，质量 浓度过高使透光率降低，降解率也较低．增加 tio：溶 胶用量和延长光照时间可 以提高染料的降解率． 2. sno２ 禁带宽度较大,在光催化领域有着较大的潜力.而太阳光谱的能量主要集中在可见光区域,所以sno２ 的改性方向应为降低其禁带宽度和增加其在可见光区域的吸收。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1。

溶液的配制 称取0.01g的亚甲基蓝于100ml容量瓶中，定容，配置成100mg/l的亚甲基蓝溶液，稀释成10mg/l，9mg/l，8mg/l,7mg/l,6mg/l,5mg/l的实验用溶液 2.光催化实验 实验采用ndc-3型光化学反应仪，光源是300w汞灯．首先，量取20ml，10mg／l的亚甲基蓝溶液于体积为50ml的石英试管中，再称取不同量的sno2：样品分散到亚甲基蓝溶液中，于暗处震荡10min，使亚甲基蓝分子和半导体光催化剂表面建立起吸附脱附平衡，然后置于紫外灯管下，进行测试．由于溶液ph值不同，对亚甲基蓝的结构会产生不同的影响，为了仅考虑sno2。

对亚甲基蓝 的光催化降解性能，所以在光催化实验方法中没有控制溶液的ph．所有实验均在室温下进行，照射一定时间后取出，高速离心，将光催化剂与溶液进行分离，取上层清液用紫外可见分光光度计进行分析测定． 3.降解率计算 先用紫外可见分光光度计对亚甲基蓝进行全波段(190nm～800nm)扫描，确定亚甲基蓝的最大吸收波长(664 nm)，再用紫外可见分光光度计在此波长下测定清液的吸光度．由lambert#8212;eer定律可知：a#8212;ebc，式中b为光程，em；c为质量浓度，g／l；e为质量吸光系数，l／g#183;cm，亚甲基蓝溶液的降解率按照下面公式进行计算: