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磷钨酸光催化降解有机污染物研究进展

2015-04-16杨水金

精细石油化工进展 2015年6期
关键词:磷钨酸脱色光催化剂

鲁 瑶,杨水金

(湖北师范学院化学化工学院,湖北黄石 435002)

20世纪80年代末,光催化氧化开始应用于环境污染控制领域,与传统水处理技术相比,光催化具有显著的节能、高效、污染物降解彻底等优点。氧化性强的催化剂利用光可以将有机污染物氧化成H2O、CO2等小分子。该方法能处理多种有机污染物,使用范围广,对难降解的有机物具有很好的氧化分解作用。杂多酸因具有强酸性、强氧化性、光电催化、结构稳定、可再生、修饰性强、腐蚀性小、无污染等优点,用作光催化剂备受关注。有Keggin结构的12-磷钨酸(H3PW12O40,简写为HPWA)具有更强的酸性、更高的热稳定性和更低的氧化电位,是理想的光催化剂。但是,杂多酸的比表面积较小(<10 m2/g),催化剂回收困难,故在实际生产中均将杂多酸负载在合适的载体上。负载催化剂的制备方法主要有溶胶-凝胶法、浸渍法和水热分散法等。目前已研究过的载体主要有MCM-41分子筛、TiO2、SiO2、活性炭、Al2O3、离子交换树脂、凹凸棒土和膨润土等。

1 磷钨酸

磷钨酸对多种有机污染物具有光解作用,在光催化化学中具有广阔的应用前景[1]。目前杂多酸光催化研究所面临的关键问题在于载体的选择、活性成分的溶脱、催化剂的重复利用和光解机制的确立。

1.1 磷钨酸对甲基橙光催化降解

近年来,多酸化学发展迅速,因其具有较强的氧化性和酸性,并且可以通过改变原子组成和多酸阴离子结构来系统控制多酸的结构,在有机合成方面表现出优越的催化性能。甲基橙是有代表性的染料模型化合物,其主体结构是偶氮和醌式结构。含有甲基橙染料的废水毒性强、排放量大、处理难度高,是难降解的工业废水之一。随着人类对环境保护的日益重视,许多学者研究用TiO2催化光解处理染料废水,但TiO2并不能对所有的物质都体现光催化活性:因此有必要针对不同有机物的光催化分解机理优选新型催化剂。目前,采用多酸作为光催化剂处理有机废水的研究处于刚刚起步阶段。颜桂炀等[2]研究得出:磷钨酸对甲基橙溶液具有光催化脱色降解作用,其光催化活性与催化剂用量、甲基橙溶液初始浓度、光照强度有关;磷钨酸光催化降解甲基橙为一级动力学模型反应:ln(Co/C)=Kt,在反应温度下甲基橙降解脱色表观反应速率常数K=0.031 42;初步研究结果表明,20 mg/L的甲基橙溶液在紫外灯(16 W)下,催化剂磷钨酸最佳用量为1.5 g/L,辐射1 h后,溶液的脱色率可达96.62%。

王玲[3]以甲基橙为模拟染料废水,磷钨酸为光催化剂,在紫外光照射下进行光催化降解试验;另研究了外加TiO2和氧化剂 H2O2、KIO4对甲基橙溶液脱色效果的影响。研究表明:磷钨酸光催化剂加入量的最佳值为80 mg/100 mL甲基橙溶液;在较低浓度下,20 mg/L甲基橙溶液光催化反应速率符合一级动力学方程;外加TiO2和氧化剂H2O2、KIO4可提高光催化反应速率。

磷钨酸对甲基橙溶液具有光催化脱色降解作用,其光催化活性与催化剂用量、甲基橙溶液的初始浓度、光照强度和光照时间有关。王敏等[4]进行了磷钨酸借自然光催化甲基橙溶液降解脱色的研究。实验表明,10 mg/L的甲基橙溶液在自然光照条件下,当催化剂浓度为 2.0 g/L,光照2.5 h时溶液的脱色率可达95.9%。

1.2 磷钨酸光催化降解染料废水

朱秀华等[5]研究了磷钨酸对几种模拟染料废水的光催化脱色性能。结果表明:磷钨酸对模拟染料废水具有良好的光催化脱色降解作用;最合适的酸为高氯酸,最佳pH值为2;催化剂在溶液中最佳浓度为0.06 g/L,技术经济适宜的浓度为 0.03 g/L。

1.3 磷钨酸光催化脱色直接橙S溶液

钟俊波等[6]以磷钨酸作为光催化剂,用直接橙S溶液为模拟染料废水,对磷钨酸光催化脱色直接橙S溶液做了研究,结果表明,光催化反应可以用L-H动力学方程描述,磷钨酸光催化机理是羟基自由基进攻。在紫外光照射下磷钨酸光催化脱色直接橙S溶液,考察了磷钨酸投加质量浓度、反应溶液pH值、直接橙S溶液初始质量浓度以及羟基自由基捕获剂对光催化脱色反应的影响。对20 mg/L的直接橙S溶液,磷钨酸加入质量浓度的最佳值为0.4 g/L;直接橙S溶液光催化脱色反应最佳pH值为2.0;当直接橙S溶液低于35 mg/L,光催化降解符合一级动力学方程,随着光照时间的延长,直接橙S溶液能被有效矿化;磷钨酸光催化机理是羟基自由基进攻。

1.4 磷钨酸光催化降解直接大红4BE溶液

偶氮染料是一类广泛使用的人工合成染料,由于其本身的毒性、降解产物的潜在致癌作用,对环境存在极大的危害。目前,偶氮染料废水的处理方法主要包括吸附、生物、氧化和还原降解等。高级氧化技术如TiO2和多金属氧酸盐(POM)光催化体系,能够有效将氧化和还原作用结合,光催化降解有机污染物一直是环境污染控制领域中的研究热点之一。魏红等[7]以磷钨酸为催化剂,对偶氮染料直接大红4BE进行均相光催化酸解。研究结果表明PW12能够有效催化光解直接大红4BE,反应符合表观一级反应动力学。PW12用量为600 mg/L 时,k 值为0.116 4 min-1,达到最大;直接大红4BE的初始浓度在50~150 mg/L范围,降解速率随着直接大红4BE初始浓度的增加而降低;直接大红4BE的PW12光催化脱色过程是:[·OH]氧化、激发态PW12*与直接大红4BE复合物的电子转移氧化,以及单电子还原态。杂多蓝PW12(e-)对直接大红4BE还原共同作用的结果,在这3个反应中,[·OH]的氧化起主导作用。

在前期用磷钨酸(H3PW12O40,PW12)光催化氧化偶氮染料直接大红4BE中发现,该过程中存在PW12还原产物杂多蓝对染料的还原脱色作用,且采用磷钨酸光催化还原对单偶氮染料酸性大红3R进行了研究。由于偶氮染料的稳定性随结构变化会有很大不同,为进一步研究PW12对偶氮染料的光催化还原脱色性能,魏红等[8]研究选择含两个—N=N—的直接大红4BE,探索该方法的可行性、关键影响因素,特别是电子给体异丙醇的作用,以及PW12对染料的光催化脱色机制,以期为偶氮染料光催化还原脱色探索新方法。结果表明:1)PW12能够有效催化异丙醇存在下直接大红4BE的光解,这是由于体系中杂多蓝(PW12-)的生成,导致染料发生还原降解脱色;2)PW12、异丙醇和直接大红4BE浓度之间对4BE的还原脱色存在交互作用;3)Na2SO4浓度在0~0.3 mol/L,直接大红4BE的还原脱色速率随着离子强度的增加而减小,表现为负的原盐效应,可能是由于离子强度增加,增强了电荷屏蔽作用,从而减弱了质子化4BE与杂多蓝之间的静电作用或降低了其在溶液中的活度。

2 负载型磷钨酸

2.1 二氧化钛负载磷钨酸

半导体光催化剂中,TiO2具有价廉、无毒、高稳定性和可再生循环利用的优点,利用TiO2对有机污染物进行光催化降解。TiO2具有板钛矿相、锐钛矿相和金红石相等晶型,有光催化活性的主要是锐钛矿相,锐钛矿相和金红石相混合晶型也有较好的催化活性。但锐钛矿相TiO2带隙较宽,仅能吸收紫外光,在可见光范围没有响应,对太阳光利用率低;另外,光生载流子的复合率高,光催化效率较低。杂多酸对 TiO2修饰的研究处于探讨中,但大多以晶态TiO2作为载体负载多酸。

2.1.1 磷钨酸/TiO2催化剂的制备与光催化性能

李云霞等[9]通过对制备的磷钨酸掺杂的二氧化钛复合催化剂(PW/TiO2)的表征和催化活性的研究,表明在350℃时,TiO2主要是锐钛矿相,PW/TiO2的 BET-N2比表面积比纯磷钨酸比表面积增加了13倍多,与 TiO2相比增加了1.2倍;磷钨酸的掺杂可以抑制TiO2晶粒的长大和团聚;磷钨酸掺杂到TiO2中,可以抑制 TiO2晶粒的长大和团聚且可以增大催化剂的比表面积。利用PW/TiO2降解苯,其催化性能远高于单体TiO2和磷钨酸,得出催化剂的最佳制备条件:磷钨酸与二氧化钛的物质的量比为0.008 5,焙烧温度为350℃,焙烧时间为2 h。由于中间产物占据催化剂活性位点可导致催化剂失活。

郑丹等[10]采用溶胶凝胶法制备了磷钨酸掺杂的TiO2纳米光催化材料,利用SEM对其进行表征,并用亚甲基蓝光催化降解实验评估复合催化剂的光催化活性。实验表明[18],磷钨酸的掺杂大大增强了光催化降解亚甲基蓝的活性。

刘士荣等[11]用溶胶-凝胶法,以乙酸为溶剂制备了PW12修饰的 PW12/TiO2薄膜。在该薄膜中,PW12仍然具有完整的Keggin结构。在较低温度下烧结,TiO2具有完整的锐钛矿型,且具有较小晶粒尺寸和较大的比表面积。PW12抑制了因烧结而导致晶粒团聚长大的现象。在较低温度下,PW12/TiO2薄膜具有光催化活性。PW12/TiO2薄膜光催化降解低浓度4-CP溶液,符合Langmuir-Hinshelwood反应动力学方程,为拟一级反应。光催化剂的活性来自于微晶尺寸的锐钛矿型TiO2和与 PW12的协同作用。

盛雪等[12]使用溶胶凝胶法,以TBOT为前驱体制备磷钨酸掺杂的TiO2薄膜,粒子粒径为8~10 nm。磷钨酸的掺杂不仅有效地抑制了TiO2粒子因烧结温度的增高导致粒径增大,也影响了TiO2金红石型相转化的温度。制备的磷钨酸掺杂TiO2薄膜催化活性较高,通过实验研究影响催化活性的因素,得出最佳催化条件:磷钨酸掺杂量与二氧化钛物质的量比为0.01∶1,烧结温度600℃,对氯苯酚溶液浓度30 mg/L(pH=5)。

磷钨酸表面修饰TiO2后,两者明显产生了相互作用,磷钨酸的分解温度较未负载的多酸化合物提高,稳定性增强。磷钨酸修饰了TiO2表面结构,从而使磷钨酸/TiO2的光催化过程不同于纯TiO2和磷钨酸[13]。磷钨酸起到了转移光生电子,阻止电子和空穴复合的作用。UV光照150 min后,PWT-21.9催化降解甲醛的降解率为99.4%。在UV光照60 min后 PWT-21.9催化降解丙酮的降解率可达100%。

2.1.2 二氧化钛负载磷钨酸光催化降解应用

张琳叶等[14]通过溶胶凝胶法制得H3PW12O40与Ti(OH)4凝胶,并交联柱撑于膨润土层间制备了复合催化剂H3PW12O40-TiO2/膨润土。对催化剂表征表明,H3PW12O40-TiO2成功固载在膨润土,其TiO2为锐钛结构,柱撑体H3PW12O40-TiO2呈高度弥散状态,H3PW12O40-TiO2/膨润土为颗粒粒径大小不一、分布松散的固体复合材料。甲基橙光催化降解应用实验表明,杂多酸的掺杂使所制备的复合催化剂光催化活性得到了极大提高,在光催化体系下有较广的pH适应范围,且制备的催化剂具有良好的催化稳定性。H3PW12O40接受电子参与自由基生成,并延缓TiO2内电子空穴对复合,复合催化剂的较强吸附能力,使得所制备的H3PW12O40-TiO2/膨润土具有良好的光催化性能。

杂多酸具有与TiO2类似的能带结构,其吸收峰主要在紫外区,但其谱带部分可延伸到350~400 nm。通过改变杂多酸组成,可以有效地调节杂多酸的光谱性质,具有潜在的应用前景。李松田等[15]选用漂珠为载体,通过溶胶-凝胶法把TiO2包覆在漂珠表面,用磷钨酸对TiO2/漂珠进行修饰,以茜素红为底物,考察复合型光催化剂对有机染料的光解作用。结果表明:采用溶胶-凝胶-浸渍法制备的磷钨酸/TiO2/漂珠复合型光催化剂的吸收光谱发生红移,吸光能力增强,光催化效率提高;磷钨酸/TiO2/漂珠复合型光催化剂对茜素红有较好的光解效果。pH值、底物初始浓度、催化剂投加量等是影响催化降解效果的重要因素。在pH值为4~5,茜素红质量浓度为7.5 mg/L,光催化剂的投加量为0.08 g的条件下易受周边环境热空气的影响,在使用过程中,应进行计算流体动力学(CFD)模拟,以确定周边热空气对空冷器的影响。目前,在石油化工和煤化工行业尚无大规模应用业绩。

张志红等[16]通过溶胶 -凝胶法制备H3PW12O40/TiO2无定形态复合物,并考察其在可见光照下催化降解模拟染料污水。结果表明,溶胶-凝胶法制备了H3PW12O40/TiO2光催化剂。TiO2为无定形态,多酸均匀分散于TiO2晶格中,杂多阴离子骨架结构未改变;H3PW12O40/TiO2光催化剂在可见光照射下对甲基橙、酸性红、罗丹明B和亚甲基蓝均具有较好的降解效果,重复使用稳定性较好;甲基橙适宜的降解条件为:催化剂用量0.03 g,1.7 × 10-5mol/L 的甲基橙溶液 50 mL,500 W碘钨灯照射60 min,脱色率达到96%。

杨水金等[17]以甲基橙溶液模拟染料废水,研究了在自然光照条件下二氧化钛混晶负载磷钨酸对甲基橙溶液的催化降解效果,结果表明,H3PW12O40/TiO2和自然光的同时存在是甲基橙脱色的必要条件,H3PW12O40/TiO2的光催化活性明显优于单一的磷钨酸,其光催化活性与催化剂用量、甲基橙溶液的初始浓度、光照强度和光照时间有关。该催化剂对甲基橙溶液具有良好的光催化降解效果,在光照条件下,10 g/L的甲基橙溶液在催化剂用量为1.5 g/L,光照2.5 h时,其脱色率可达97.9%。

2.1.3 二氧化钛复合光催化剂的制备及光催化应用

魏君等[18]使用溶胶-凝胶技术,合成出二氧化钛负载多酸的复合催化材料PW12/TiO2和SiW12/TiO2。红外光谱表明,负载到二氧化钛网格中的多酸,其基本结构仍然保留,且该复合材料具有较高的比表面积和耐水性。通过在可见光照射下对水溶液中有机污染物苯胺的光催化降解,考察了多酸/二氧化钛复合催化剂的光催化活性。实验表明,复合光催化材料的催化活性较单体TiO2显著提高,并且PW12/TiO2的催化效果要好于SiW12/TiO2。催化氧化苯胺的最佳实验条件为,催化剂PW12/TiO2用量为0.05 g、反应体系的pH值为3.5、无机阴离子 IO3-浓度为1 ×10-3mol/L时,对苯胺的催化效果最好,降解率达到97%。

复合催化剂普遍具有较高的比表面积,进而增加了光催化的活性位点。蔡铁军等[19]研究得出,PW11/TiO2复合催化剂中钛醇基团可在 PW11的缺位位置发生化学键合作用,导致复合体系中组分结构的变化,光催化活性较低。PW12/TiO2结构比较稳定,复合催化体系中不仅保持了PW12完整的Keggin结构,而且,经350℃焙烧处理后PW12与TiO2形成载流子的有效迁移,使得复合催化剂具有较高的光催化活性,明显优于纯TiO2[14]。光催化实验表明,PW11/TiO2复合催化剂对甲醛的光催化降解反应符合 L-H机理,符合一级动力学方程。

李云霞等[20]采用溶胶-凝胶法制备了磷钨酸掺杂的二氧化钛复合催化剂 (PW/TiO2),PW/TiO2中的TiO2是锐钛矿结构。磷钨酸掺杂到TiO2中,可以抑制TiO2晶粒的长大和团聚且可以增大催化剂的比表面积。利用PW/TiO2降解苯,其催化性能远高于单体TiO2和磷钨酸。得出制备催化剂最佳条件:磷钨酸与二氧化钛的物质的量比为0.008 9,焙烧温度为350℃。另外,适量的水汽和充足的氧气体系可以促进苯的氧化降解;在氮气气氛中,复合催化剂对苯的降解率很低。

磺胺甲唑(SMZ)为磺胺类药物,具有抗菌谱广、抗菌作用强、对大多数革兰氏阳性及阴性菌均有抑制作用的优点,被广泛地应用于呼吸系统、消化系统、泌尿系统和软组织等的感染治疗。目前,由于抗生素的发展换代,其使用范围正在缩小,但由于疗效确切,用药成本低,仍为国家基本药物。路莹等[21]将具有强电子接收能力的磷钨酸(H3PW12O40)与TiO2复合,制得新型高效复合催化剂H3PW12O40/TiO2,并成功将其应用于罗丹明B和双酚 A的降解。研究结果表明:H3PW12O40/TiO2复合膜对SMZ的降解效果明显高于纯TiO2膜,表明H3PW12O40/TiO2和TiO2之间可能产生了协同作用,有效抑制了电子-空穴对的复合,提高了太阳光利用率。H3PW12O40/TiO2复合膜对SMZ的最佳光催化降解条件为:H3PW12O40掺杂量为 7.7%、污染物初始浓度为50 mg·L-1、溶液 pH 为 5.5;所得一级反应动力学常数为 0.453 h-1,比纯 TiO2膜提高了 3倍。H3PW12O40的掺杂明显提高了复合膜对SMZ的矿化度,与纯TiO2膜相比,光照12 h后,复合膜对SMZ的矿化能力提高了1.25倍。

2.2 分子筛负载

2.2.1 PW/MCM -41光催化降解亚甲基蓝溶液

PW在MCM-41表面易于分散,且与载体之间有强的相互作用,这类新型光催化剂的酸量和活性中心分布可通过改变PW负载量来调节,且具有高的光催化活性和丰富的表面双重作用,是一种应用前景广阔的新型可见光催化剂。MCM-41负载磷钨酸光催化降解亚甲基蓝溶液,最适宜的操作条件为[22]:对初始浓度为10 mg/L的亚甲基蓝溶液,催化剂加入量为3.0 g/L,pH为5,光催化时间为100 min。此条件下,降解率可达92.57%。

2.2.2 Worm-like分子筛负载磷钨酸催化剂的制备及光降解甲基橙的性能

以Worm-like分子筛为载体,采用浸渍法将磷钨酸负载到载体上制备负载型磷钨酸催化剂[23]。采用 XRD、FT - IR、N2吸附/脱附等手段对载体及负载型催化剂进行表征。结果表明,磷钨酸已经成功负载到载体上,且随着磷钨酸负载量的增加,催化剂呈规律性变化。负载型磷钨酸催化剂在磷钨酸负载量为70%,甲基橙质量浓度为20 mg/L时,催化降解甲基橙效果最好,降解率达87.2% 。负载型磷钨酸催化剂能够回收重复使用,70%磷钨酸负载量的催化剂回收重复使用3次后甲基橙降解率仍能达到70% 以上。

2.2.3 多酸-介孔分子筛复合材料的制备、表征及光催化活性

采用水热合成方法制备介孔分子筛MCM-41,以MCM-41为载体,采用浸渍法负载具有较高光催化活性的H3PW12O40和H4SiW12O40,经表征,所制备的复合材料保留了MCM-41的规则六方介孔孔道和母体多酸的 Keggin特征结构,具有较大的比表面积。以农药百草枯为降解底物,考察了复合材料在365 nm紫外光辐照下的光催化活性[24],结果表明,两种复合材料均具有较高的光催化活性,H3PW12O40/MCM-41的活性好于H4SiW12O40/MCM-41,反 应14 h后,百草枯的降解转化率分别为92.0%,87.6%,反应符合一级动力学方程,半衰期分别为3.7 h,4.6 h。复合材料较高的比表面积和规则的介孔孔道为百草枯分子的光催化降解提供了特殊的反应空间,是多酸-介孔分子筛复合材料具有良好光催化活性的主要原因。

2.3 水滑石

2.3.1 Zn/Al类水滑石及其插层材料的光催化性能

类水滑石(HTlcs)又称为层状双金属氢氧化物,是一类具有层状结构的阴离子黏土,由带结构正电荷的层板和层间填充的带负电荷的阴离子构成。类水滑石化合物性质上的一大特点是层间柱阴离子的可交换性,可以将杂多阴离子引入层间,从而获得一类新型层柱材料。而杂多酸及其盐本身也是一类在光催化方面具有优良性能的催化剂。笔者采用共沉淀法合成Zn/Al类水滑石,并通过离子交换法制备其磷钨酸插层材料,期望两者能发生协同作用,实现更好的光催化性能。以甲基橙和亚甲基蓝染料水溶液为研究对象,考察插层前后催化剂的光催化降解性能,并采用XRD和FTIR对其结构进行表征。

Zn-Al类水滑石的焙烧复合氧化物产物具有优良的光催化降解有机染料的性能[25],通过调整催化剂前体中金属元素的比例,甲基橙和亚甲基蓝的降解率可在2 h内接近100%。类水滑石独特的层状结构还可以使阴离子染料甲基橙进入到层间,具有较强的化学吸附作用。

2.3.2 磷钨酸柱撑锌铝水滑石复合材料的制备及光催化性能

以二维剥离的ZnAl-LDH纳米片层与零维多酸阴离子为构筑单元,采用剥离-重组技术制备了磷钨酸柱撑锌铝水滑石复合光催化材料[26]。实验结果表明:ZnAl-PW11O39复合材料的层间通道为1.38 nm,比表面积为23 m2/g,在紫外光下降解MB的光催化活性是前驱体 ZnAl-LDH的2.4倍。ZnAl-LDH纳米片层和磷钨酸阴离子均具有光催化活性,两者复合形成有效的异质结结构,产生协同作用,磷钨酸作为有效的电子捕获剂,实现了光生载流子的空间分离,抑制了光生电子-空穴的复合,提高了材料的光催化活性。通过选择不同的主体和客体构造“主体-客体-主体”柱撑结构的复合材料在光催化领域具有广阔的应用前景。

2.4 其他氧化物

岳琳等[27]将自制的 HPW/γ - Al2O3催化剂填充在电解槽两主电极之间,强化电化学法降解酸性大红3R溶液。并对HPW/γ-Al2O3进行表征,结果表明,杂多阴离子保持Keggin结构,晶体结构牢固,空隙结构较丰富。该体系具有良好的脱色效果,在 HPW负载量为4.6%、槽电压25.0 V、pH 为3、空气流速0.04 m3/h、极板间距 3.0 cm反应条件下,电解60 min后,色度去除率达到最大,为97.6%。HPW/γ- Al2O3作为催化填料的电化学体系稳定性较好,重复运行10次后,酸性大红3R溶液的脱色率仍能维持在80% 左右。

李敏娇等[28]将 H3PW12O40负载于 CeO2载体上,其分散于CeO2载体表面的最佳值是9%,此时催化剂酸强度最强,催化活性最高;催化剂加入量的最佳值为300 mg/100 mL甲基橙溶液;在较低浓度下,甲基橙的光催化降解符合一级动力学方程。H3PW12O40/CeO2与TiO2具有相同的催化性能;催化剂再生后活性可恢复至65%。

刘汉甫[29]用溶胶 -凝胶法合成了 SiO2载体,并成功固载上磷钨酸制得负载化杂多酸催化剂,初步研究表明,SiO2载体与磷钨酸之间存在一定的相互作用,负载化催化剂对甲基橙溶液的降解具有优良的光催化性能。在催化剂用量为2.5 g/L,光照 1.5 h 的条件下,甲基橙溶液的脱色率可达94%。且该系列催化剂可以重复使用3次以上仍保持较好的活性;磷钨酸的最佳固载量为0.3 g HPW/g载体。这些将为推广负载化杂多酸催化剂在光催化领域中的应用提供理论指导。

包沙日勒敖都等[30]采用浸渍法将磷钨酸负载在Fe3O4上,获得杂多酸/Fe3O4磁性催化剂,考察了不同种类杂多酸对次甲基蓝溶液的光催化降解效果;在250 W汞灯或太阳光照射、次甲基蓝溶液浓度20 mg/L、降解体系 pH=5.5、光催化剂用量30 mg和光催化120 min条件下,负载型光催化剂对接近中性的次甲基蓝溶液均表现出良好的降解效果,明显高于相应单一Fe3O4或杂多酸,同时磁性负载材料具有可回收使用的优势,增强了光催化材料的工业应用性能。

3 结语

磷钨酸对多种有机污染物具有光解作用,在光催化化学中具有广阔的应用前景。目前杂多酸光催化研究所面临的关键问题在于载体的选择、活性成分的溶脱、催化剂的重复利用和光解机制的确立。

[1]邓佩佩,郑占伟,蔡喜田,等.磷钨酸光催化降解有机污染物的研究现状[J]。河北化工,2012,35(2):53-55.

[2]颜桂炀,郑柳萍,郑思宁,等.磷钨酸对甲基橙光催化降解的初步研究[J]。广州化学,2004,29(2):14-18.

[3]王玲.磷钨酸光催化降解甲基橙溶液的研究[J]。环境科学与技术,2006,29(1):35 -40.

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