可见光照射下SiW12O404-/Resin光催化剂活化可见光照射下SiW12O404-/Resin光催化剂活化H2O2降解染料的研究

将杂多酸(SiW₁₂O₄₀^4-)负载到阴离子交换树脂上, 得到SiW₁₂O₄₀^4-/Resin (SWR)固相光催化剂, 在可见光的照射下, 可以有效地活化H₂O₂降解染料. 以罗丹明B (Rhodamine B, RhB)为模型化合物, 研究了不同条件下RhB的降解动力学, 以及降解过程中其UV-vis光谱及体系的总有机碳(Total Organic Carbon, TOC)变化情况, 结果表明RhB的共轭芳环结构被破坏, 矿化率为24.2%. 其它染料如孔雀绿(Malachite Green, MG)和吖啶橙(Acridine Orange, AO)等也可以被降解和矿化. 催化剂的循环实验表明SWR固相光催化剂易于分离, 并且具有良好的稳定性, 可以重复利用.     

可见光照射下负载2,2´-联吡啶铁(II)的层状粘土催化剂活化分子氧降解染料污染物

在可见光照射下, 负载有2,2´-联吡啶铁(II)络合物的Laponite粘土能够有效地活化分子氧降解染料罗丹明B, 在水溶液中的2,2´-联吡啶铁(II)络合物则没有任何光催化活性. 该催化剂能够循环降解罗丹明B并且保持很好的光催化活性, 粘土催化剂易于通过离心或者沉降从体系中分离. 测定了光催化剂降解罗丹明B的TOC去除率和体系中的活性氧物种, 并且对催化反应机理进行了讨论.     

制备高活性纳米零价铁的甘露醇改性机理

纳米零价铁(Nano zero-valent iron,nZVI)被广泛应用于水污染治理,高纯度且分散性良好的nZVI的制备方法一直是研究热点.本文采用含不同羟基数目的醇(乙醇、乙二醇、赤藓糖醇、甘露醇和山梨醇)作为改性剂,分别制备得到n ZVI-EA,nZVI-EG,nZVI-ER,nZVI-M和nZVI-S样品.将上述样品应用于水中微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR)的还原去除.结果表明,随着改性剂羟基数目的增多,改性nZVI的抗氧化能力和分散性增强,对MC-LR的降解反应速率也随之提高.nZVI-M去除MC-LR的表面积校正特征速率常数(79.35×10^-5L·m^?2·min^?1)是nZVI-S(8.55×10^-5 L·m^?2·min^?1)的9.3倍,是未改性样品nZVI₀(1.30×10^-5 L·m^?2·min^?1)的61.0倍.通过X射线衍射...     

p-n型异质结催化剂Ag2O-BiVO4对微囊藻毒素(MC-RR)的光化学氧化机理研究

微囊藻毒素(MC-RR)是一种具有两个精氨酸结构的微囊藻毒素,它是由蓝藻细菌产生的一种能普遍被检测到的细胞毒素,近来由于其潜在的肝毒性受关注.在可见光(λ≥420 nm)照射条件下,以MC-RR为光催化降解污染物,对BiVO4,Ag-BiVO4,Ag2O-BiVO4和Ag/Ag2O-BiVO4光催化降解性能进行了比较研究.通过HPLC-MS测定了其中间产物,并分析了其可能的降解途径.结果表明,Ag的存在通过构筑p-n异质结光催化剂而提高了Ag/Ag2O-BiVO4的光催化效率.此外,Ag0的存在极大地促进了MC-RR在光催化剂表面上的吸附作用.小鼠的毒理学实验表明,MC-RR经过光催化降解后毒性显着降低.由于水体富营养化形成的蓝绿藻促进微囊藻毒素的形成,这已成为全球关注的问题.被微囊藻毒素污染的饮用水除了会毒害野生动物,家畜和家禽外,还会损害人类肝脏,这也是肝癌的发病率高的原因.毒理学研究发现,微囊藻毒素通过结合到1A(PP1)和2A(PP2)上强烈地抑制蛋白磷酸酶的活性,从而导致肝细胞的损伤,引发原发性肿瘤.目前对光催化降解MC-RR的研究主要集中在紫外光催化氧化领域.采用太阳光中的紫外区或者近紫外区,利用传统的TiO2光催化剂对MC-LR的光催化氧化研究;太阳光中只有极少部分(约4%)的紫外光,大部分(约43%)是可见光,因此,如何将光催化剂的吸收光谱拓宽至可见光区域,提高催化剂对可见光的利用率,进一步提高光催化降解MC-RR的能力,具有一定的理论和实际意义.钒酸铋是一类新型的p型可见光光催化剂,将其与n型半导体Ag2O材料选择性的复合制备出p-n型异质结复合光催化剂能够显著地提高其光催化性能.本文将这种复合光催化剂的应用扩展到广泛检测到的毒素MC-RR的降解中,以实现可见光降解.发现Ag/Ag2O-BiVO4可以在可见光照射下有效光催化降解MC-RR.跟踪其降解中间产物,研究了其可能降解途径,并提出了在异质结催化剂表面上的光催化降解机理.催化剂表征结果表明,Ag2O和BiVO4形成有效的异质结界面,在降解中发挥重要作用.在该异质结结构中,Ag和Ag2O作为电子受体以增强电荷载流子寿命并提高光催化活性.依据MC-RR氧化产物的结构、化学性质和降解体系中所检测到的产物,推测其可能的机理:Ag-Ag2O-BiVO4可见光光催化降解MC-RR是一个涉及到羟基自由基和超氧自由基的共同氧化作用,同时根据液相质谱对中间产物的鉴定,得到MC-RR两条主要的可能降解途径,其中主要涉及到Adda中不饱和碳碳双键和Mdha中烯键的氧化,以及各氨基酸之间肽键的水解.小鼠急性毒理实验表明,经光催化反应后MC-RR的毒性明显减小.     

可见光照射下SiW12O4-40/Resin光催化剂活化H2O2降解染料的研究

将杂多酸(SiW12O4-40)负载到阴离子交换树脂上,得到SiW12O4-40/Resin(SWR)固相光催化剂,在可见光的照射下,可以有效地活化H2O2降解染料.以罗丹明B(Rhodamine B,RhB)为模型化合物,研究了不同条件下RhB的降解动力学,以及降解过程中其UV-vis光谱及体系的总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)变化情况,结果表明RhB的共轭芳环结构被破坏,矿化率为24.2%.其它染料如孔雀绿(Malachite Green,MG)和吖啶橙(Acridine Orange,AO)等也可以被降解和矿化.催化剂的循环实验表明SWR固相光催化剂易于分离,并且具有良好的稳定性,可以重复利用.     

Zn(Ⅱ)金属有机骨架作为基质金属蛋白酶模拟物催化微囊藻毒素亮氨酸精氨酸的水解

以3-氨基-1，2，4-三氮唑-5-羧酸(Hatz)和1，3，5-苯三甲酸(H₃btc)为配体，制备了模拟基质金属蛋白酶(MMPs)结构的纳米片状 Zn(Ⅱ)金属有机骨架 Zn-MOF-1-NS。Zn-MOF-1-NS 能模拟 MMPs 的催化作用，成功实现对微囊藻毒素亮氨酸精氨酸(MC-LR)肽键的水解。在常温条件下，7.5 h内Zn-MOF-1-NS催化水解了82.6%的MC-LR(k=0.23 h^-1)，远高于目前报道的具有最高水解效率的菱铁矿(k=0.04 h^-1)。研究发现，在该体系中即使添加 10倍剂量的腐殖酸，也不会显著阻碍 MC-LR的水解，证明Zn-MOF-1-NS对MC-LR的水解具有显著的选择性。通过原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)分析、理论计算以及与非羧基对应物的比较，发现Zn-MOF-1-NS表面Zn(Ⅱ)位点和羧基共同参与了MC-LR肽键的水解。