F-对弱吸附间苯二酚光催化降解效率的提升:游离·OH的作用

论文摘要

传统的光催化降解机制认为是光激发产生的氧化活性物质优先对吸附在催化剂表面的污染物分子进行降解,因此,弱吸附性有机物难以接触到光催化剂并发生降解.为探究提升弱吸附有机物光催化降解的机理,本文构建了一个高暴露{001}晶面TiO2（{001}-TiO2）降解弱吸附间苯二酚（RE）的光催化体系.实验结果表明,所制备的{001}-TiO2具有强亲水性,并能提供大量的F-吸附位点.RE在{001}-TiO2表面的吸附能力很弱,并且光催化降解效果很差.F-的加入可使RE的光催化降解速率提升近3倍.通过自由基猝灭实验发现,RE的降解主要取决于溶液中游离羟基自由基（·OH）的作用,由于F-能与{001}-TiO2亲水表面的羟基及·OH形成强烈的竞争吸附,从而使·OH游离到溶液中氧化降解RE.EPR测试进一步证实了F-不仅可以促使TiO2产生更多的游离·OH,同时也能激发产生更多超氧自由基（·O-2）,推测·O-2主要由有效分离的光生电子与O2或·OH反应生成.综上,本研究明确了游离·OH对弱吸附RE的光催化降解效率起决定作用,F-促使游离自由基产生的机制可为弱吸附有机污染物的降解提供新思路.

论文目录

• 1 引言 （Introduction）
• 2 实验方法 （Experimental methods）
•   2.1 材料与表征
•   2.2 光催化降解实验
•   2.3 F-吸附实验
•   2.4 EPR检测·OH和·O-2
• 3 结果与讨论 （Results and discussion）
•   3.1 {001}晶面TiO2样品的形貌及结构表征
•   3.2 {001}-TiO2对弱吸附有机物间苯二酚的光催化降解特征
•   3.3 {001}-TiO2光催化降解间苯二酚过程中的反应活性物质
•   3.4 F-对{001}-TiO2光催化降解间苯二酚性能的提升
•   3.5 F-作用下自由基的捕获量比较
• 4 结论 （Conclusions）

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 高旭,陶健桥,张芷梦,王宇琴,郎笛

关键词: 自由基,光催化降解,选择性吸附,二氧化钛,间苯二酚

来源: 环境科学学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用

单位: 昆明理工大学环境科学与工程学院,云南省土壤固碳与污染控制重点实验室

基金: 国家自然科学基金(No.41807469),云南省人才培养项目(No.KKSY201622040),云南省教育厅科学研究基金项目(No.2018JS026),云南省科技创新团队项目(No.2019HC008)

分类号: X703

DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2019.0125

页码: 2535-2542

总页数: 8

文件大小: 1833K

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