Co-Fe/SBA-15与过一硫酸盐联用非均相催化降解水中染料罗丹明B

由于硫酸根自由基(SO4?-)的强氧化性,基于SO4?-的高级氧化技术受到人们的高度关注.采用过渡金属活化过一硫酸盐(PMS)产生SO4?-用以分解有机物,反应体系简单,反应条件温和,且不需要额外的能量供给,因此,成为人们优先选用的方法,其中,采用高效、环境友好的非均相过渡金属催化剂活化PMS处理难降解有机物成为研究热点.本文研究了非均相CoFe/SBA-15-PMS体系对水中难降解染料罗丹明B(RhB)的降解.以SBA-15为载体, Co(NO3)2·6H2O和Fe(NO3)3·9H2O为前驱物,采用一步等体积浸渍法制备了CoFe/SBA-15,通过X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)等对其进行了表征.考察了焙烧温度、Co与Fe的负载量对CoFe/SBA-15催化性能的影响和该催化剂的重复使用性能,还考察了RhB降解动力学及催化剂CoFe/SBA-15投加量、氧化剂PMS投加量和反应物(RhB和PMS)初始浓度对其性能的影响,探讨了RhB的降解机理.结果表明：对于催化剂CoFe/SBA-15,合成焙烧后在SBA-15上负载的Fe、Co化合物主要是CoFe2O4复合物,它作为催化剂的活性中心负载在SBA-15的孔道内外.制备的焙烧温度对CoFe/SBA-15催化性能几乎无影响,但对Co浸出影响显著.与SBA-15相比,催化剂10Co9.5Fe/SBA-15-700(Co和Fe负载量分别为10 wt%和9.5 wt%,焙烧温度700 oC)的比表面积、孔体积和孔径均减小,分别为506.1 m2/g,0.669 cm3/g和7.4 nm,但仍然保持SBA-15的有序六方介孔结构.该催化剂以棒状体的聚集态存在,聚集体直径大于0.25μm,其磁化强度为8.3 emu/g,因此,可通过外磁铁容易地从水中分离.相比之下,10Co9.5Fe/SBA-15-700具有最佳的催化性能和稳定性,可使RhB的降解率达到96%以上, Co的浸出量小于32.4μg/L.在CoFe/SBA-15和PMS共存下, RhB的降解符合一级动力学方程, RhB降解速率随CoFe/SBA-15和PMS投加量的增加和初始反应物浓度的减小而提高.淬灭实验结果表明,在CoFe/SBA-15, PMS和RhB水溶液体系中,存在的主要活性自由基为SO4?-,它是由CoFe/SBA-15活化PMS产生的,对RhB的降解起决定性的作用. RhB降解过程的UV-vis结果表明, RhB的降解途径主要是蒽环打开, SO4?-优先攻击RhB的有色芳香烃环,然后RhB进一步分解为小分子有机物. CoFe/SBA-15循环使用10次仍能保持高催化活性和稳定性,在每次反应中RhB的降解率均大于84%, Co和Fe的浸出量均分别小于72.1和35μg/L. CoFe/SBA-15作为高效、环境友好的非均相催化剂可有效地活化PMS产生SO4?-降解水中RhB,具有实际应用的潜力.     

Ag_3PO_4/Palygorskite的静电调控合成及可见光催化降解罗丹明B和气相异丙醇

以大比表面的廉价易得的凹凸棒(palygorskite)为载体,借助带电荷界面的静电调控作用,采用吸附-沉积沉淀方法制备磷酸银/凹凸棒(Ag3PO4/palygorskite)复合催化剂.利用X-射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、原子吸收光谱(AAS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术系统地表征催化剂.之所以能够制备高分散性的凹凸棒负载的磷酸银催化剂,主要是因为凹凸棒具有较大的比表面积、带负电荷界面以及适宜的磷酸根前驱体.以可见光催化脱色降解罗丹明B和氧化降解异丙醇为探针反应,考察复合材料的催化性能.研究表明,与纯磷酸银相比,磷酸银/凹凸棒催化脱色降解罗丹明B和氧化降解异丙醇速率分别提高了2和2.5倍.     

pH调节剂对BiOCl结构和光催化降解RhB的影响

以水解法合成了BiOCl纳米片,并考察了制备溶液的pH调节剂对BiOCl晶形、形貌、孔径分布和比表面积、化学组成、光学性质及催化性能的影响.采用X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对所合成的BiOCl样品进行表征.表征和催化结果表明:pH调节剂为NaOH和Na_2CO_3的BiOCl样品含有杂质,pH调节剂为NH_4OH的BiOCl为纯四方晶型材料;3种pH调节剂合成出的BiOCl都为纳米片,纳米片粒子大小顺序为Na_2CO_3NH_4OHNaOH,孔径大小顺序为Na_2CO_3NaOHNH_4OH;以NaOH、Na_2CO_3、NH_4OH为pH调节剂合成出的BiOCl的带隙能分别为3.27、3.21、3.15 e V,表面元素均为B~(3+)、O~(2-)和Cl~-;可见光降解罗丹明B的顺序为NH_4OHNa_2CO_3NaOH.并且,我们阐述了pH调节剂对光催化降解RhB的影响机理.     

纳米固相微萃取应用于干红辣椒、水果饮料及红酒中罗丹明B的定量分析

制备了一种新型的聚苯乙烯纳米纤维, 将其作为固相萃取吸附剂装填制成固相萃取柱, 与高效液相色谱联用建立了干辣椒、 水果饮料及红酒中罗丹明B的定量分析方法. 高效液相色谱以3 g/L磷酸缓冲液-甲醇混合溶液(体积比3∶7, pH=7.0)为流动相. 通过对提取条件的优化, 得到该方法对干辣椒中罗丹明B的检出限为0.1 ng/g, 最低定量限为0.6 ng/g; 对水果饮料和红酒中罗丹明B的检出限均为0.2 ng/mL, 最低定量限均为0.5 ng/mL. 此方法对干辣椒中罗丹明B的提取回收率为98.2%~110.3%; 对水果饮料中罗丹明B的提取回收率为94.6%~102.2%; 对红酒中罗丹明B的提取回收率为90.4%~104.6%. 该方法的线性范围为1~100 ng/mL(ng/g), 相对标准偏差为2.3%~9.0%. 该方法灵敏度高、 选择性好, 可用于干辣椒、 水果饮料及红酒中罗丹明B的定量分析.     

新型L-苯丙氨酸衍生物的合成及其金属配合物对罗丹明B的降解性能

以L-苯丙氨酸和α-溴代肉桂醛为起始原料,Fe²⁺、 Ni²⁺和Zn²⁺为金属核心,设计并合成了3种新型的光催化材料(C₁₈H₁₉NO₄BrFe²⁺、 C₁₈H₁₉NO₄BrNi²⁺和C₁₈H₁₉NO₄BrZn²⁺),其结构经UV-Vis, FL, ¹H NMR, IR, MS(EI)和元素分析表征。研究了目标产物在甲醇 水中对罗丹明B(RhB)的降解性能。结果表明：C₁₈H₁₉NO₄BrFe²⁺、 C₁₈H₁₉NO₄BrNi²⁺和C₁₈H₁₉NO₄BrZn²⁺对RhB的降解率分别为54.1%、 63.9%和72.7%。     

Cu2ZnSnS4纳米粒子的水热合成及其光催化性能研究

以易获取的氯化铜、氯化锌、氯化亚锡等无毒材料为原料,采用水热合成法制备得到Cu2ZnSnS4纳米粒子.并采用XRD、SEM分析了不同反应温度和硫源对Cu2ZnSnS4纳米粒子的晶相结构、显微形貌的影响,并以降解罗丹明B为模型,研究了Cu2ZnSnS4纳米粒子的光催化性能.研究表明:在180 ℃下使用Na2S为硫源反应12 h所得的产物为形貌均一的多晶Cu2ZnSnS4纳米粒子;在该条件下制得的产物降解20 mg/L罗丹明B时,在LED灯光照150 min后其光催化效率达到98;以上且降解过程中逐步脱乙基生成4种中间产物.     

185 nm UV降解水中4-CP、4-NP和Rh B的研究

本文以对氯苯酚(4-CP)、对硝基苯酚(4-NP)和罗丹明B(Rh B)为模型有机物(以4-CP和4-NP为小分子模型有机物,以Rh B为大分子模型有机物),分别研究了185 nm UV对水中这3种模型有机物的降解规律、性能和效果.研究结果表明,185 nm UV直接对水中4-CP、4-NP和Rh B有很好的降解效果.研究内容包括:185 nm UV降解模型有机物的浓度、TOC(Total organic carbon)浓度、185 nm UV降解模型有机物过程中溶液pH及电导率变化、以及降解模型有机物过程中产生的无机离子等几个方面.     

TiO2/斜发沸石光催化降解罗丹明B的研究

制备了一系列TiO₂/斜发沸石催化剂(不同焙烧温度、不同粒度和不同负载量),它们在紫外光照射下可降解有机染料罗丹明B(RhB).发现焙烧温度为500℃、粒度为180—200目、TiO₂实际质量分数为6.18%的催化剂样品活性较好.将其与P25对比,发现其降解速率虽低于P25(紫外光照84 min,P25COD变化率为100%,而焙烧温度为500℃的TiO₂/斜发沸石催化剂经紫外光照5.5 h,COD变化率为71.8%),但是TiO₂/沸石催化剂易于回收再利用,而纯P25因为颗粒细小,沉降速率慢,而不能快速分离.用XRD、TEM、BET、TG-DTA和紫外可见漫反射等方法表征了这些催化剂,结果表明催化剂比表面积增大有利于催化活性的提高.     

罗丹明B荧光猝灭法测定水中痕量亚氯酸根

在有KI存在的乙酸钠-HCl酸性缓冲溶液中,用520 nm光激发罗丹明B(RhB),在580 nm处有一个荧光峰。当有亚氯酸根(ClO-2)存在时,罗丹明B荧光峰发生猝灭。亚氯酸根浓度在0.021 8～0.51 μg·mL-1范围内与荧光猝灭强度成线性关系,据此建立了一个简便灵敏的亚氯酸根荧光分析新方法,用于测定合成水样中(ClO-₂)的分析,结果令人满意。