AgBr/Ag<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>复合材料可见光催化去除无机废水中的氨氮

罗嘉宏; 张刚; 史伟

doi:10.6054/j.jscnun.2023064

AgBr/Ag₃PO₄复合材料可见光催化去除无机废水中的氨氮

罗嘉宏¹,
张刚^1, ,,
史伟²

1.
华南师范大学环境学院，广州 510006
2.
华南理工大学环境与能源学院，广州 510006

基金项目:

国家自然科学基金项目 51578249

详细信息

通讯作者:
张刚，Email: gangzhang@126.com

中图分类号: X703
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出版历程
- 收稿日期: 2022-04-09
- 网络出版日期: 2024-01-21
- 刊出日期: 2023-10-24

AgBr/Ag₃PO₄ Composites for Photocatalytic Removal of Ammonia Nitrogen in Inorganic Wastewater under Visible Light Irradiation

1.
School of Environment, South China Normal University, Guangzhou 51006, China
2.
School of Environment and Energy, South China University of Technology, Guangzhou 51006, China

摘要

摘要:
采用简单的沉淀法制备复合型AgBr/Ag₃PO₄光催化材料，并通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)对其进行表征分析。探究废水初始pH、光源、通氧量和基团捕获剂对AgBr/Ag₃PO₄去除无机废水氨氮性能的影响。结果表明：在60 W的LED灯照射下，当初始pH为10.0、氨氮初始质量浓度为100 mg/L、氧气流量为0.2 mL/min，AgBr/Ag₃PO₄(质量分数60%)对无机废水氨氮的光催化去除率最高可达79%，且大部分氨氮转化为氮气，所以AgBr/Ag₃PO₄复合材料光催化去除无机废水氨氮的性能优异。羟基自由基·OH是该光催化反应的主要活性物质。
- 光催化 /
- 磷酸银 /
- 氨氮
Abstract:
The composite of AgBr/Ag₃PO₄ photocatalytic materials prepared by simple precipitation method were characterized and analyzed by X-ray powder diffraction(XRD)and field emission scanning electron microscope(SEM). A series of experiments were conducted to explore the effects of initial pH, oxygen flow and scavenger on the photocatalytic remove of ammonia nitrogen in inorganic wastewater by the composite of AgBr/Ag₃PO₄ photocatalytic materials. The results of experiments and analysis show that: under the irradiation of 60 W LED lamp, when the initial pH was 10.0, the initial concentration of ammonia nitrogen in the wastewater was 100 mg/L, and the oxygen flux was 0.2 mL/min, the photocatalytic removal rate of AgBr/Ag₃PO₄ (60%) for inorganic wastewater ammonia nitrogen can be up to 79%, and most ammonia nitrogen was converted to nitrogen. Therefore, AgBr/Ag₃PO₄ composite has excellent performance in removing ammonia nitrogen from inorganic wastewater by photocatalysis. The hydroxyl free radical ·OH is the main active substance in the photocatalytic reaction.
- photocatalysis /
- Ag₃PO₄ /
- ammonia nitrogen

HTML全文

焦化厂等工业单位排放大量的无机氨氮废水，导致水体富营养化，引起一系列环境问题。由于此类废水C与N原子数之比较小(＜3.5)，传统生物法无法处理无机氨氮废水。无机氨氮废水的主要处理方法有厌氧氨氧化和光催化。厌氧氨氧化的氨氮去除率较高，但处理周期较长、操作要求苛刻、反应活性容易受重金属的影响。而光催化技术以光为能量来源，具备工艺周期短、操作简单等优点，既能克服传统水处理方法的缺点，又能高效去除污染物^[1]。

不少的研究者将光催化技术应用于去除无机废水中的氮素。以传统的半导体材料TiO₂为例，在间歇式反应器中，利用TiO₂去除水中的硝态氮，其去除率达35%^[2]。P25混晶型TiO₂能够去除溶液中60%左右的氨氮^[3]。但是单纯TiO₂仅能被波长小于387 nm的光(即紫外光)激发，紫外光的能量只占太阳光能量的8.7%左右。

为了能够充分利用太阳能，需要研究新的光催化材料。由于Ag₃PO₄自身特殊的能带结构，Ag₃PO₄不仅能吸收波长小于530 nm的可见光，而且在400~480 nm波长范围的量子产率高达90%^[4]，其光催化活性优于TiO₂、ZnO等传统半导体材料。但Ag₃PO₄容易受到腐蚀而且微溶于水，这些不稳定的性质限制了实际应用。AgX(X=Cl、Br、I)与Ag₃PO₄的复合光催化材料能改良Ag₃PO₄的缺陷，使材料的光催化性能和稳定性更佳，例如复合型AgBr/Ag₃PO₄对水中甲基橙的降解率可达90%以上，且重复使用5次后，降解率仍高于80%^[5]。

本文采用简易的沉淀法制备AgBr/Ag₃PO₄复合材料，研究该材料光催化去除无机废水氨氮的性能，分析pH和氧气流速等因素对光催化反应的影响，并研究AgBr/Ag₃PO₄复合材料去除氨氮的反应机理，为光催化水处理技术的应用提供参考。

1. 实验部分

1.1 仪器和材料

主要仪器及用品：Ultima Ⅳ X-射线衍射仪(日本理学)、Ultra 55场扫描电子显微镜(德国卡尔·蔡司)、UV-2700紫外可见分光光度计(日本岛津)、C-2010plus气相色谱仪(日本岛津)、YXJ-2离心机(金坛富华)、石英反应器(定制，材质为高纯石英玻璃，内置气体进出口和冷却水循环装置)、LED灯泡(佛山照明，60 W)、PL-X300D氙灯(北京普林塞斯，300 W)等。

主要试剂及材料：硝酸银、溴化钾、氢氧化钠、盐酸、氯化铵、磷酸氢二钠(七水)、无水乙醇、无水甲醇、EDTA-2Na、苯醌均为分析纯(AR)，实验用水均为去离子水。

实验装置：反应器为定制的100 mL石英玻璃反应器，并带有灯光、冷却装置、进气管道以及采样口，可根据需要隔绝外界空气。

1.2 材料的制备

1.2.1 Ag₃PO₄材料的制备

称取适量的AgNO₃，溶入20 mL去离子水，磁力搅拌30 min；称取适量的磷酸氢二钠，溶入10 mL去离子水中得到磷酸盐溶液，搅拌均匀后逐滴加入到上述AgNO₃溶液中，生成黄色沉淀物，继续搅拌1 h。用去离子水和无水乙醇交替洗涤上述黄色沉淀物4次以上，离心后放入鼓风干燥箱中，于60 ℃下干燥6 h，最终得到干燥的粉状Ag₃PO₄材料。

1.2.2 AgBr/Ag₃PO₄复合材料的制备

称取适量的干燥Ag₃PO₄，将其溶入20 mL去离子水中并超声混匀30 min，随后转移至磁力搅拌器中搅拌30 min。称取适量的KBr溶解于10 mL去离子水中，搅拌均匀后逐滴加入到上述Ag₃PO₄溶液中，溶液颜色从黄色变为淡黄色，用去离子水和无水乙醇交替洗涤所得沉淀4次以上，离心分离后放入鼓风干燥箱中，在60 ℃下干燥6 h，即可得到粉状的AgBr/Ag₃PO₄复合材料。制备过程中，通过控制溴化钾的加入量，制备复合质量比为60%(AgBr与Ag₃PO₄的质量比)的AgBr/Ag₃PO₄复合材料。

1.2.3 无机氨氮模拟废水的制备

称取适量的干燥NH₄Cl，溶于水中, 转移至容积为100 mL的容量瓶中, 用水稀释至标线并混匀，静置待用。

1.3 材料的表征方法

使用X-射线衍射仪分析催化剂材料的物相组成，辐射源为铜靶，特征X射线波长0.154 nm，工作管电压和电流分别为40 kV和40 mA，扫描范围为2θ=10°~80°，扫描速度6°/min；采用扫描电子显微镜(SEM)观察催化剂的形貌, 对材料进行喷金预处理增加其导电性，然后在5 kV电压下扫描。

1.4 含氮无机物的收集及检测方法

使用紫外-可见分光光度计检测氨氮、硝态氮和亚硝态氮的质量浓度。氨氮的检测采用国标HJ535-2009纳氏试剂分光光度法；硝态氮的检测采用国标HJ/T346-2007紫外分光光度法；亚硝态氮的检测采用国标GBT7493-1987分光光度法。使用气体采样针采集实验装置中的气体，通过气相色谱仪追踪检测样品中氮气的含量。

氨氮吹脱率为不添加光催化材料的空白实验组中氨氮质量浓度的减少程度，计算公式：

$\eta_{\text {脱 }}=\frac{C_{\text {空白 }, 0}-C_{\text {空白 }, t}}{C_{\text {空白 }, 0}} \times 100 \%,$

(1)

其中，C_{空白, 0}、C_空白,_t分别为空白实验组反应开始、采样t时刻测得的氨氮质量浓度。

光催化氨氮去除率为光催化实验中除去氨氮吹脱的影响后氨氮浓度减少的程度，计算公式：

$\eta_{\text {光 }}=\frac{C_{\text {总 }, 0}-C_{\text {总 }, t}}{C_{\text {总 }, 0}} \times 100 \%-\eta_{\text {脱 }},$

(2)

其中，C_总，0 、C_总，t分别为光催化实验组反应开始、采样时测定的氨氮质量浓度。

1.5 光催化去除废水氨氮的实验方法

1.5.1 不同pH对氨氮去除率的影响

调配若干份氨氮质量浓度为100 mg/L的无机废水溶液100 mL，分别将pH调配为2.0、5.0、7.0、9.0、10.0、11.0、12.0，添加0.1 g AgBr/Ag₃PO₄(质量分数60%，下同)复合材料，同时对各组分别设置不添加催化剂材料的空白实验组。光催化实验：在暗室中500 r/min的转速下搅拌0.5 h后打开光源(LED灯)照射4 h，每隔30 min取1 mL水样，用孔径为0.45 μm的水系微孔滤膜过滤，通过分光光度计在波长420 nm处测定氨氮质量浓度，并计算光催化氨氮去除率和氨氮吹脱率，探究不同初始pH对氨氮去除率的影响。

1.5.2 不同光源条件对氨氮去除率的影响

调配若干份氨氮质量浓度为100 mg/L的无机废水溶液100 mL，将pH调节为10.0，两组实验采用不同光源条件(分别为60 W的LED灯、300 W的氙灯)，添加0.1 g的AgBr/Ag₃PO₄(60%)复合材料，同时为各组分别设置不添加催化剂的空白实验组，按照1.5.1节的光催化实验步骤探究不同光源条件对氨氮去除率的影响。

1.5.3 不同通氧量对氨氮去除率的影响

调配若干份100 mL氨氮质量浓度为100 mg/L的无机废水溶液，将pH调节为10.0，添加0.1 g的AgBr/Ag₃PO₄(60%)复合材料，设立4个实验组，氧气瓶及附属配件串联光催化实验装置，通过气阀控制分别通入0、0.1、0.2、0.3 L/min流速的氧气，同时为各组设置不添加催化剂的空白实验组，按照1.5.1节的光催化实验步骤探究不同流速的氧气对氨氮去除率的影响。

1.5.4 光催化反应中含氮物质分析

调配若干份100 mL氨氮质量浓度为100 mg/L的无机废水溶液，将pH调节为10.0，添加0.1 g的AgBr/Ag₃PO₄(60%)复合材料，设置不添加催化剂材料的空白实验组，按照1.5.1节的光催化实验步骤，用分光光度计在波长420 nm处测定水中氨氮的质量浓度，在波长220、275 nm处测定水中硝态氮的质量浓度。在波长540 nm处测定水中亚硝态氮的质量浓度，使用气相色谱法追踪检测实验过程中氮气含量的变化，从而研究光催化反应的氨氮转化情况。

1.5.5 不同捕获剂对光催化反应的影响

调配若干份100 mL氨氮质量浓度为100 mg/L的无机废水溶液，将pH调节为10.0，添加0.1 g的AgBr/Ag₃PO₄(60%)复合材料，设立4个实验组，通过移液枪分别加入1 mL无水甲醇，EDTA-2Na和对苯醌，第四个实验组不添加捕获剂，按照1.5.1节的光催化实验步骤研究AgBr/Ag₃PO₄复合材料光催化去除氨氮的主要活性物质。

2. 结果与讨论

2.1 催化剂的表征分析

2.1.1 X射线衍射(XRD)物相分析

Ag₃PO₄和AgBr/Ag₃PO₄的XRD图谱如图 1所示。Ag₃PO₄的衍射峰均与Ag₃PO₄标准图谱(JCPDS 06-0505)一致，而复合材料AgBr/Ag₃PO₄的XRD图谱与复合前的Ag₃PO₄相近，其中2θ=31.04°、44.36°、55.09°、64.55°、73.23°处为晶面(111)、(200)、(220)、(222)、(422)的特征峰与AgBr^[6]的标准晶面衍射峰一致(JCPDS 06-0438)。复合材料AgBr/Ag₃PO₄的XRD图谱中出现AgBr的特征峰，而在AgBr/Ag₃PO₄图谱中，Ag₃PO₄衍射峰的峰位置和强度没有明显变化。结果表明：材料的结晶良好，无杂相，说明AgBr与Ag₃PO₄已成功复合。

图 1 Ag₃PO₄和AgBr/Ag₃PO₄的XRD图谱

Figure 1. The XRD pattern of Ag₃PO₄ and AgBr/Ag₃PO₄

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2.1.2 材料的SEM形貌表征

AgBr/Ag₃PO₄的形貌SEM图如图 2所示，粒径较大(200~500 nm)的是Ag₃PO₄颗粒，呈现方块状、球状等形态，表面较光滑。而AgBr的粒径较小，并沉淀在Ag₃PO₄^[7]表面，材料颗粒分散性良好，这有利于增大催化剂材料与污染物的接触面积。

图 2 AgBr/Ag₃PO₄的SEM图

Figure 2. The SEM image of AgBr/Ag₃PO₄

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2.2 反应条件优化

2.2.1 初始pH的选择

不同pH条件下光催化对氨氮的去除率如图 3所示，当pH≤7时，光催化氨氮去除率在11%以下。这是因为；一方面，在酸性条件下，材料表面呈正电性，而溶液中主要存在NH₄⁺，因此在静电斥力作用下，氨氮物质难以接触材料表面，导致光催化效率低；另一方面，OH^-浓度较低，·OH产量也较低，这是氨氮去除率低的原因之一^[8]。相反，在碱性环境中，因为OH^-和·OH的浓度较高，所以反应体系的催化反应稳定且氨氮去除率高(65%~68%)。

图 3 不同pH下的光催化氨氮去除率

Figure 3. Photocatalytic removal rate of ammonia nitrogen under different pH values

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对于无添加催化剂的空白实验组，废水中氨氮质量浓度有一定的下降，特别是pH≥10.0的条件下，氨氮去除率为5%~15%，这是因为氨氮废水中的铵离子在碱性环境条件下容易挥发，根据铵离子水解方程式

$\mathrm{NH}_4^{+}+\mathrm{OH}^{-} \rightleftharpoons \mathrm{NH}_3+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}$

(3)

可知，OH^-越多，氨氮越容易挥发而吹脱。pH为12.0时的氨氮吹脱率(15.38%)比pH为11.0时的吹脱率(9.31%)高，但光催化氨氮去除率略有下降(从67.61%降至66.89%)，由铵离子水解方程式可知，OH^-浓度的增加会增大氨氮的吹脱率，从而导致参与光催化反应的氨氮物质减少。氨氮吹脱与光催化去除氨氮存在一定的竞争关系，过多的氨氮被吹脱会抑制光催化去除废水中氨氮物质的过程^[9]。另外，从保护环境和减少成本的角度出发，有必要减少氨气的生成，因此选用pH=10.0为最佳的废水降解酸碱度。

2.2.2 光源的选择

不同光源条件下光催化的氨氮去除率如图 4所示，反应前3 h内，氙灯照射下的光催化反应的氨氮去除率明显高于LED灯的实验组。氙灯实验组的氨氮去除率提前60 min到平衡。在反应结束后，氙灯实验组和LED灯实验组的光催化氨氮去除率相差不大，分别为67.95%、65.21%。但氙灯的功耗是LED灯的5倍，因此，为了减少功耗成本，选用60 W LED灯为作为光源更佳。

图 4 不同光源条件下的光催化氨氮去除率

Figure 4. Photocatalytic removal rate of ammonia nitrogen under different light source conditions

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2.2.3 氧气流量的控制

不同氧气流速条件下光催化的氨氮去除率如图 5所示，氧气流速为0、0.1、0.2、0.3 L/min的条件下，光催化作用的氨氮去除率分别为65.02%、75.18%、79.26%、80.58%。结果表明：氧气加入量的增加有利于光催化反应的进行。各组氨氮的吹脱率分别为5.08%、7.94%、11.65%和16.82%。另外需要考虑氨氮物质因水解释放氨气而被吹脱去除的贡献，比较催化氨氮去除率和氨氮吹脱率受氧气流速的影响情况(图 6)。光催化氨氮去除率曲线逐渐趋于平缓，而氨氮吹脱率曲线依然保持原有的上升态势。由于氧气的不断通入导致氨氮从液相转化为气相，因此为了控制氨气的生成量，选用0.2 L/min为最佳的氧气流速。

图 5 不同氧气流速条件下的光催化氨氮去除率

Figure 5. Photocatalytic removal rate of ammonia nitrogen under different oxygen flux conditions

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图 6 不同氧气流速条件下光催化氨氮去除率和氨氮吹脱率

Figure 6. Photocatalytic removal rate and ammonia nitrogen stripping rate under different oxygen flux conditions

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2.3 氨氮转化物

光催化反应中含氮物质的质量浓度变化如图 7所示，各实验组硝态氮和亚硝态氮的生成质量浓度较小(0.02~0.5 mg/L)，反应结束后溶液中总氮质量浓度下降80%左右，氨气的生成质量浓度约占原溶液总氮质量浓度的10%，因此光催化反应中约70%的氨氮转化为了含氮气态物质。

图 7 含氮物质的质量浓度随反应时间的变化

Figure 7. The mass concentration of nitrogenous substances varies with reaction time

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光催化去除氨氮的反应机制^[10-11]：(1)N₂；(2)硝态氮和亚硝态氮。两者的主要区别在于N的最终形态不同。氨氮物质的具体转化过程：

$\mathrm{NH}_3 \xrightarrow{\cdot \mathrm{OH}} \mathrm{NH}_{x(x=0, 1, 2)}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O},$

(4)

$\mathrm{NH}_a+\mathrm{NH}_b \longrightarrow \mathrm{N}_2 \mathrm{H}_{a+b(a, b \subseteq x)} \xrightarrow{\mathrm{H}^{+}} \mathrm{N}_2,$

(5)

$\mathrm{NH}_3 \xrightarrow{\cdot \mathrm{OH}} \mathrm{HONH}_2 \xrightarrow{\cdot \mathrm{OH}} \mathrm{NO}_2^{-} \longrightarrow \mathrm{NO}_3^{-} \text {。 }$

(6)

由于硝态氮和亚硝态氮的生成量较少，因此可推断大部分氨氮将转化为N₂。

为了检测其他含氮物质是否为N₂，使用气相色谱仪对氮气的含量进行追踪检测分析(图 8)，光催化实验过程中，N₂的色谱峰面积不断增加，说明氮气含量不断增加，因此证明含氮气态物质为氮气。结果表明：AgBr/Ag₃PO₄复合材料不但能够高效去除废水中的氨氮物质，而且还能将氨氮物质转化为无害气体N₂的良好氧化选择性。

图 8 不同时间光催化反应中氮气的气相色谱

Figure 8. Gas chromatography curves of nitrogen in various photocatalytic reactions

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2.4 机理分析

在光催化反应中，羟基自由基·OH、空穴h⁺、超氧自由基·O₂^-都是具有氧化性的活性物质^[12-13]，而甲醇、EDTA-2Na和对苯醌的捕获剂分别是·OH、h⁺、·O₂^-。不同捕获剂对光催化反应的影响如图 9所示，添加甲醇后，光催化氨氮去除率仅为4.96%。由式(4)~式(6)的光催化去除氨氮的机制可知，·OH是直接参与光催化氧化氨氮的活性基团，因此，将·OH捕获后，光催化活性被完全抑制，氨氮去除率较低。而添加EDTA-2Na和对苯醌后，光催化去除率分别为26.06%、41.42%，这表明捕获h⁺、·O₂^-对光催化活性有一定的抑制作用，但这种抑制并不彻底，需要进一步探究光催化机制。

图 9 不同捕获剂对光催化氨氮去除率的影响

Figure 9. The effects of different sacrificial agents on the photocatalytic removal efficiency of ammonia nitrogen

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光催化生成·OH、h⁺、·O₂^-的过程：

$\mathrm{AgBr} / \mathrm{Ag}_3 \mathrm{PO}_4+h v \rightarrow \mathrm{AgBr} / \mathrm{Ag}_3 \mathrm{PO}_4+\mathrm{h}^{+}+\mathrm{e}^{-},$

(7)

$\mathrm{h}^{+}+\mathrm{OH}^{-} \rightarrow \cdot \mathrm{OH},$

(8)

$\mathrm{h}^{+}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O} \rightarrow \cdot \mathrm{OH}+\mathrm{H}^{+},$

(9)

$\mathrm{O}_2+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \cdot \mathrm{O}_2^{-},$

(10)

$\mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\cdot \mathrm{O}_2^{-} \rightarrow \cdot \mathrm{OOH}+\mathrm{OH}^{-} \text {, }$

(11)

$2 \cdot \mathrm{OOH} \rightarrow \mathrm{O}_2+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}_2,$

(12)

$\cdot \mathrm{OOH}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \mathrm{OH}^{-}+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}_2,$

(13)

$\mathrm{H}_2 \mathrm{O}_2+\mathrm{e}^{-} \rightarrow \cdot \mathrm{OH}+\mathrm{OH}^{-} \text {。 }$

(14)

由此可见，h⁺、·O₂^-均转化为·OH^[14]，只需单独捕获h⁺、·O₂^-中的任意一种自由基，则另一种活性基团都可持续生成·OH。因此，具有高氧化还原电位的羟基自由基·OH活性氧簇^[15]是本实验光催化反应的主要活性物质。

根据光催化反应原理，催化剂受光激发生成的光生电荷即光生空穴h⁺和光生电子e^-，它们是参与光催化反应和生成其他活性基团的重要物质，但两者容易重新复合，这是导致光催化活性减弱的主要原因之一^[16]。而在AgBr/Ag₃PO₄复合材料中，受光激发后的AgBr和Ag₃PO₄都会产生光生电荷，由于AgBr的价带(VB)和导带(CB)电势皆比Ag₃PO₄的低，AgBr产生的e^-会转移至Ag₃PO₄，而Ag₃PO₄产生的h⁺转移至AgBr(图 10)，有效地抑制了e^-与h⁺的复合，促使·OH、·O₂^-等活性基团的生成浓度增加^[17-18]。由式(7)~式(14)可知，OH^-和O₂的增加可分别促进h⁺、e^-的转化过程，同样也能减少光生电荷的复合，增加·OH的生成浓度。该机理与图 3和图 5的结果是相吻合的，AgBr与Ag₃PO₄的复合、pH变化、氧气流速的增加能够显著提升光催化氨氮去除率。

图 10 AgBr/Ag₃PO₄复合体系的光生电荷分离及转移

Figure 10. Photogenic charge separation and transfer of AgBr/Ag₃PO₄ composite system

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3. 结论

通过简单的两步沉淀法制备了分散性良好的AgBr/Ag₃PO₄复合材料，AgBr与Ag₃PO₄的复合有效抑制光生电荷的分离，从而提升光催化性能。在AgBr/Ag₃PO₄复合材料光催化去除氨氮反应过程中，·OH是主要的活性物质。调节pH和氧气速率能够促进h⁺、e^-的转化过程，既抑制两者的复合，又增加·OH的生成浓度，进而提升材料的光催化反应活性。在初始pH=10.0、初始氨氮质量浓度为100 mg/L、氧气流速为0.2 L/min以及功率为60 W的LED灯照射的条件下，AgBr/Ag₃PO₄(质量分数60%)的光催化氨氮去除率为79%，可将氨氮吹脱去除率控制在12%以下，而且大多数反应的产物为无害的N₂，具有绿色环保意义。

图 1 Ag₃PO₄和AgBr/Ag₃PO₄的XRD图谱

Figure 1. The XRD pattern of Ag₃PO₄ and AgBr/Ag₃PO₄

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图 2 AgBr/Ag₃PO₄的SEM图

Figure 2. The SEM image of AgBr/Ag₃PO₄

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图 3 不同pH下的光催化氨氮去除率

Figure 3. Photocatalytic removal rate of ammonia nitrogen under different pH values

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图 4 不同光源条件下的光催化氨氮去除率

Figure 4. Photocatalytic removal rate of ammonia nitrogen under different light source conditions

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图 5 不同氧气流速条件下的光催化氨氮去除率

Figure 5. Photocatalytic removal rate of ammonia nitrogen under different oxygen flux conditions

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图 6 不同氧气流速条件下光催化氨氮去除率和氨氮吹脱率

Figure 6. Photocatalytic removal rate and ammonia nitrogen stripping rate under different oxygen flux conditions

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图 7 含氮物质的质量浓度随反应时间的变化

Figure 7. The mass concentration of nitrogenous substances varies with reaction time

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图 8 不同时间光催化反应中氮气的气相色谱

Figure 8. Gas chromatography curves of nitrogen in various photocatalytic reactions

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图 9 不同捕获剂对光催化氨氮去除率的影响

Figure 9. The effects of different sacrificial agents on the photocatalytic removal efficiency of ammonia nitrogen

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图 10 AgBr/Ag₃PO₄复合体系的光生电荷分离及转移

Figure 10. Photogenic charge separation and transfer of AgBr/Ag₃PO₄ composite system

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参考文献(18)

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施引文献(2)

期刊类型引用(2)

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2.	朱炳生. AgBr/C_3N_5复合材料可见光去除无机废水中氨氮. 日用化学工业(中英文). 2024(12): 1473-1480 . 百度学术

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1. 实验部分
1.1 仪器和材料
1.2 材料的制备
1.2.1 Ag3PO4材料的制备
1.2.2 AgBr/Ag3PO4复合材料的制备
1.2.3 无机氨氮模拟废水的制备
1.3 材料的表征方法
1.4 含氮无机物的收集及检测方法
1.5 光催化去除废水氨氮的实验方法
1.5.1 不同pH对氨氮去除率的影响
1.5.2 不同光源条件对氨氮去除率的影响
1.5.3 不同通氧量对氨氮去除率的影响
1.5.4 光催化反应中含氮物质分析
1.5.5 不同捕获剂对光催化反应的影响
2. 结果与讨论
2.1 催化剂的表征分析
2.1.1 X射线衍射(XRD)物相分析
2.1.2 材料的SEM形貌表征
2.2 反应条件优化
2.2.1 初始pH的选择
2.2.2 光源的选择
2.2.3 氧气流量的控制
2.3 氨氮转化物
2.4 机理分析
3. 结论

1. 实验部分
1.1 仪器和材料
1.2 材料的制备
1.2.1 Ag₃PO₄材料的制备
1.2.2 AgBr/Ag₃PO₄复合材料的制备
1.2.3 无机氨氮模拟废水的制备
1.3 材料的表征方法
1.4 含氮无机物的收集及检测方法
1.5 光催化去除废水氨氮的实验方法
1.5.1 不同pH对氨氮去除率的影响
1.5.2 不同光源条件对氨氮去除率的影响
1.5.3 不同通氧量对氨氮去除率的影响
1.5.4 光催化反应中含氮物质分析
1.5.5 不同捕获剂对光催化反应的影响
2. 结果与讨论
2.1 催化剂的表征分析
2.1.1 X射线衍射(XRD)物相分析
2.1.2 材料的SEM形貌表征
2.2 反应条件优化
2.2.1 初始pH的选择
2.2.2 光源的选择
2.2.3 氧气流量的控制
2.3 氨氮转化物
2.4 机理分析
3. 结论

参考文献(18)

施引文献

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AgBr/Ag3PO4复合材料可见光催化去除无机废水中的氨氮

通讯作者: 张刚，Email: gangzhang@126.com

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