丁海洋
,
冯玉杰
,
刘峻峰
催化学报
采用循环伏安和Tafel曲线两种方法评价了Pt电极、钛基二氧化钌电极(Ti/RuO2)及钛基二氧化锡电极(Ti/SnO2)的电催化氧化性能. 结果表明,在500 mg/L的苯酚溶液中, Pt, Ti/RuO2和Ti/SnO2电极氧化苯酚的峰电位依次为0.93, 0.95和1.40 V(vs Ag/AgCl). Tafel曲线表明,三种电极析氧过电位的顺序依次是Ti/RuO2＜Pt＜Ti/SnO2, Ti/SnO2电极的Tafel斜率约为0.45 V, 且在高电流密度下其析氧过电位较Ti/RuO2电极高 1.4 V. 以苯甲酸为羟基自由基捕获剂,采用荧光光谱法间接检测了三种电极生成羟基自由基的量. 结果表明,·OH 生成量的大小与电极的析氧电位高低顺序相一致, Ti/SnO2电极较另两种电极生成的·OH 多.
关键词:
电催化
,
阳极
,
循环伏安法
,
Tafel曲线
,
羟基自由基
,
苯酚
,
降解
洪文珊
,
李慧泉
,
崔玉民
,
华林
,
陶栋梁
,
张文保
材料导报
采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了锐钛矿型SO42 /TiO2纳米光催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、BET比表面积测量和透射电镜(TEM)对其进行了表征.以对苯二甲酸作为探针分子,结合化学荧光技术研究了光催化剂表面羟基自由基的生成；在紫外和可见光的照射下,以甲基橙为光催化反应的模型化合物,研究了锐钛矿型SO42 /TiO2纳米光催化剂的光催化活性.结果表明:SO42-负载使锐钛矿TiO2的比表面积增加,吸附量增加,光催化活性提高；SO42-/TiO2纳米光催化剂的羟基自由基的生成速率越大,催化剂的催化活性越高；浸渍液H2SO4的浓度对SO42-/TiO2纳米光催化剂的吸附量、羟基自由基的生成速率和催化活性有一定的影响,H2SO4的最佳浓度为0.2 mol/L.
关键词:
锐钛矿
,
硫酸
,
二氧化钛
,
光催化
,
羟基自由基
,
吸附量
,
甲基橙
龙腾发
,
颜昌琪
,
张漓杉
,
钟山
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.20.002
以硝酸铋和硝酸银为主要原料,采用水解法制备了可见光响应型高效复合催化剂Bi6O26N5H9/AgCl.利用X射线仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对样品进行表征,并以碱性染料罗丹明B为目标污染物,金属卤化物灯为可见光光源测试其光催化性能,研究了初始Bi3+/Ag+物质的量比、废水pH及浓度等对Bi6O26N5H9/AgCl光催化活性的影响,并对光催化过程中产生的活性物种进行了检测.结果表明,当罗丹明B的质量浓度为20 mg/L、AgCl/Bi6O26N5H9催化剂用量为0.5 g/L、pH=4.6、光照30 min条件下,罗丹明B脱色率、COD和TOC去除率分别为98.73％、88％和69％.活性物种的检测表明光催化过程产生的主要活性物种为·OH自由基,而非空穴和超氧阴离子.
关键词:
Bi6O26N5H9/AgCl
,
可见光催化剂
,
水解法
,
羟基自由基
周明
,
杨华
,
县涛
,
杨阳
,
张云川
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60941-X
超声波在水中传播时会产生大量空化气泡,空化气泡经历成核、生长和瞬间崩塌等过程,并在崩塌瞬间产生局部高温和高压,过程中会发出瞬间闪光,即声致发光.局部高温高压及声致发光可将半导体价带上的电子激发至导带,形成电子/空穴对,电子和空穴迁移至半导体颗粒表面,参与一系列氧化还原反应致使有机污染物发生分解.由于超声波在各种液体中都具有很强的穿透能力,因此与半导体光催化技术相比,半导体超声催化技术在降解高浓度和不透明染料废水时具有明显优势. LuFeO3是稀土正铁氧体中的一员,具有独特磁结构、巨介电常数及多铁性,近年来引起了人们极大的研究兴趣.同时, LuFeO3也是一种窄带隙半导体材料,使其可以作为一种潜在的超声催化剂,但相关报道很少.半导体材料的晶粒尺寸及形貌对其超声催化活性的影响非常大,因此制备出不同晶粒尺寸及形貌的LuFeO3颗粒并研究其超声催化性能具有重要意义.目前LuFeO3的主要制备方法为传统的固相反应法,该法需要反复研磨和高温煅烧使原料彻底反应,而且制备出的颗粒尺寸较大,相互粘连严重,形貌难以控制.在众多纳米材料制备方法中,水热法在调控晶粒尺寸及形貌上具有巨大优势.本课题组曾采用水热法成功制备了单相的LuFeO3颗粒,通过改变NaOH浓度,可以对产物的晶粒尺寸及形貌进行调控.基于此,本文以酸性橙(AO7)、罗丹明B (RhB)、甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)为目标降解物,考察了水热法所制备的LuFeO3颗粒在超声辐照下的超声催化性能,并系统研究了晶粒尺寸及形貌、无机离子和乙醇对LuFeO3颗粒超声催化活性的影响及LuFeO3颗粒重复利用性能.以对苯二甲酸(TPA)为分子荧光探针,采用光致发光(PL)技术检测在超声辐照下LuFeO3反应液中产生羟基自由基(?OH)的情况,探讨了LuFeO3颗粒的超声催化机理.超声催化反应结果表明,采用水热法制备的LuFeO3颗粒在超声辐照下表现出良好的超声催化活性.在NaOH浓度为0.625 mol/L时制备的LuFeO3颗粒尺寸最小,表现出最好的超声催化活性；经过30 min超声催化反应后,AO7,RhB,MO和MB的超声降解率分别为89%,82%,73%和67%.加入Cl?, NO3?, SO42?, PO43?和HCO3?对LuFeO3颗粒的超声催化活性有抑制作用.向反应液中加入2%(v/v)乙醇后, LuFeO3颗粒在超声辐照下对AO7几乎没有降解,表明?OH在超声催化中起重要作用.重复回收实验结果表明, AO7的降解率随着循环次数增加有所下降,这可能是由于催化剂回收时的损失所致.尽管如此,催化剂仍能保持较高的催化活性,经4次循环后,反应30min时AO7的降解率为65%.PL结果表明, LuFeO3颗粒在超声催化反应中产生了大量的?OH,添加乙醇可以消耗?OH并抑制染料的超声催化降解.由此可见,?OH是超声催化降解RhB的主要活性物种.我们对LuFeO3导带和价带的电位进行了估算,从热力学角度对LuFeO3颗粒超声催化降解染料的机理做出了初步解释.
关键词:
铁酸镥
,
水热合成
,
超声催化活性
,
羟基自由基
,
无机离子
,
有机染料降解
王勇
,
陈桂华
,
李李泉
,
杨辉
人工晶体学报
采用水热法制备了可见光响应的氮掺杂TiO2光催化剂,利用XRD、SEM、XPS、UV-vis对样品结构、形貌和光谱等性质进行表征.研究结果表明:氮掺杂抑制晶粒长大,促进晶格畸变；氮进入TiO2晶格中,引起TiO2光催化剂的激发,吸收光谱向低能方向移动.以降解甲基橙为模型反应,研究样品的光催化性能；以对苯二甲酸作为·OH自由基捕获剂,利用化学荧光技术研究光催化反应体系中·OH自由基生成量.结果表明:与纯TiO2相比,氮掺杂样品具有较高的光催化活性.这与下列因素有关:氮掺杂样品具有较小的晶粒尺寸,有利于促进光生电荷的分离与相界面上电荷转移效率,降低TiO2能隙并使吸收光谱红移.在实验条件下,光催化性能随n(N/Ti)比值的增大而增强；羟基自由基的生成速率与光催化活性规律一致,即·OH的生成速率越大,光催化活性越高.
关键词:
氮掺杂
,
二氧化钛
,
可见光响应
,
甲基橙
,
羟基自由基
隋铭皓
,
段标标
,
盛力
,
黄书杭
,
佘磊
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(11)60392-6
采用共沉淀法制备了Co-Mn-Al层状双氢氧化物,并将其用于以硝基苯为目标污染物的催化臭氧降解反应中.结果表明,Co-Mn-Al层状双氢氧化物存在时,硝基苯的降解和矿化效率较单独臭氧氧化系统显著提高.采用加入羟基自由基捕获剂(叔丁醇)和电子顺磁共振检测(5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物为捕获剂)的间接、直接方法,探讨了Co-Mn-Al层状双氢氧化物是否强化了羟基自由基的生成.结果表明,加入叔丁醇降低了硝基苯的降解效率；电子顺磁共振检出了更强的羟基自由基加成物生成信号.Co-Mn-Al层状双氢氧化物的存在促进了羟基自由基的生成.
关键词:
层状双氢氧化物
,
催化臭氧
,
硝基苯
,
叔丁醇,电子顺磁共振
,
羟基自由基
唐建军
,
邹原
,
李绍峰
中国有色金属学报
以金红石型TiO2(TIO-R)、葡萄糖及FeC2O4为前驱物,在氩气气氛中煅烧制备Fe-C-TiO2催化剂,以内分泌干扰物阿特拉津作模型污染物,研究Fe-C-TiO2可见光催化H2O2降解阿特拉津的光催化反应特性.结果表明,煅烧温度影响Fe-C-TiO2的组成(碳包覆量和负载Fe的存在形式)及催化活性;673 K煅烧温度下Fe-C-TiO2的碳包覆量约为2.5%,而负载Fe主要以高活性的α-Fe2O3形式存在;Fe-C-TiO2能在可见光下催化H2O2降解阿特拉津,反应45 min后,阿特拉津的降解率达99%,远高于TIO-R的催化活性,负载Fe与TIO-R之间存在明显的协同效应;反应体系的荧光光谱分析显示,阿特拉津的降解涉及较单纯羟基自由基(?OH)更为复杂的反应机理.
关键词:
Fe-C-TiO2
,
阿特拉津
,
过氧化氢
,
羟基自由基
,
可见光催化
邰超
,
韩丹
,
阴永光
,
赵同谦
,
王静
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.02.2014061202
利用二甲亚砜捕获羟基自由基定量生成甲醛，甲醛与1，3?环己二酮和氨衍生反应，衍生产物在400 nm的激发波长下，在460 nm处具有特征荧光，建立了一个新的高效液相色谱分离、荧光检测水体中光学反应产生的羟基自由基的方法．考察了捕获剂用量、酸度、温度、时间以及衍生试剂用量对羟基自由基测定的影响，在优化的实验条件下，该方法对羟基自由基的定量下限为0?066μmol·L－1．采用建立的方法对湖水、海水以及湿地水在氙灯模拟光源以及太阳光下羟基自由基光化学生成进行了初步研究，表明太阳光照下羟基自由基的生成速率约为氙灯光照下羟基自由基生成速率的两倍以上，说明羟基自由基在实际自然条件下的生成速率有可能被低估．天然水体中的羟基自由基的生成与水体成分密切相关，由铁和可溶性有机质（ DOM）光照产生羟基自由基的机理较为复杂，DOM和铁的相互作用对天然水体中羟基自由基的光化学生成影响有待于进一步研究．
关键词:
羟基自由基
,
二甲亚砜
,
天然水体
,
光化学
,
高效液相色谱
田昂
,
薛向欣
,
刘创伟
,
茹红强
钢铁钒钛
通过阳极氧化法在金属钛表面制备了TiO2纳米管阵列涂层(TiO2 nanotube array,TNT),并通过改变其形貌和相态探索TNT涂层光催化反应的机理.研究表明TNT涂层光催化降解有机物的机理是依靠光生空穴与氧化剂生成的羟基自由基来氧化有机物中的基团.此外涂层表面的F离子残留量对TNT涂层的光催化性能有一定的影响,F离子残留量越少,纳米管的光催化活性越高,这是由于在光照条件下,带有负电的F离子易于和带正电的光生空穴发生反应,同时由于F离子的残留使纳米管中出现了Ti3+,从而降低了光生电子的数量.低温退火处理条件下,纳米管的形貌基本上没有改变,影响半导体材料性能的主因是相态变化,锐钛矿占主体的混晶结构能够有效促进光生电子-空穴对的分离和传输,从而提高光催化性能.
关键词:
二氧化钛纳米管阵列
,
光催化
,
羟基自由基
,
锐钛矿
阴强
,
李爱菊
,
孙康宁
,
石俊
,
任强
人工晶体学报
利用Fenton试剂对碳纳米管进行表面改性,研究了Fenton, Fenton/超声波(US)以及Fenton/紫外线(UV)对碳纳米管表面的影响,并探讨了Fenton试剂与碳纳米管的作用机理.用热重分析(TGA)来观察纯化前后碳纳米管的纯度,用红外光谱(FTIR)分析碳纳米管表面官能团的变化,用透射电镜(TEM)对碳纳米管微观结构进行分析.结果表明:Fenton/UV反应能够在碳纳米管表面引入大量羟基以及少量的羧基,且不会较大程度地损坏碳纳米管的结构;机理分析表明, Fenton试剂主要是利用Fenton反应产生的羟基自由基(HO·)对碳纳米管的不饱和键进行羟基化加成.
关键词:
碳纳米管
,
表面改性
,
Fenton试剂
,
羟基自由基
