改性光催化剂的制备与表征及其在光芬顿中的应用

ＤＯＩ：１０．１６１８５／ｊ．ｊｘａｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．２０１８．０３．０１１改性光催化剂的制备与表征及其在光芬顿中的应用高樱１，刘金涛１，王宇晶２，房剑２，张治宏２（１．西安工业大学建筑工程学院，西安７１００２１；２．西安工业大学材料与化工学院，西安７１００２１）摘要：针对目前高浓度有机废水难以高效降解的问题，本文以三聚氰胺和均苯四甲酸酐为原料制备改性光催化剂聚酰亚胺（ＰＩ）．通过电子扫描（ＳＥＭ）、电子透射（ＴＥＭ）、Ｘ射线衍射光谱（ＸＲＤ）、傅里叶变化红外光谱（ＦＴＩＲ）、热重分析（ＴＧ）等其进行表征，结果表明聚酰亚胺反应已完成，这可以有效降低光生电子—空穴对的复合率．将ＰＩ引入以降解罗丹明Ｂ为污染物的光芬顿系统中，结果表明当三聚氰胺和均苯四甲酸酐（ＰＭＤＡ）配比为１：２，ｐＨ＝３时系统达到最高降解效率，高于传统光催化剂ｇ?Ｃ３Ｎ４作用时３０．９％．通过在系统内添加捕获剂叔丁醇（ＴＢＡ），对苯醌（ＢＮＱ）和乙二酸四乙酸二钠（ＥＤＴＡ?２Ｎａ），来研究ＰＩ作光催化剂时的光芬顿系统降解机理．关键词：光芬顿；光催化剂；过氧化氢；罗丹明Ｂ中图号：ＴＵ９９１．２１文献标志码：Ａ文章编号：１６７３９９６５（２０１８）０３０２５００７犕狅犱犻犳犻犲犱犘犺狅狋狅犮犪狋犪犾狔狊狋：犘狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀，犆犺犪狉犪犮狋犲狉犻狕犪狋犻狅狀犪狀犱犃狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊犻狀犝犞?犉犲狀狋狅狀犌犃犗犢犻狀犵１，犔犐犝犑犻狀狋犪狅１，犠犃犖犌犢狌犼犻狀犵２，犉犃犖犌犑犻犪狀２，犣犎犃犖犌犣犺犻犺狅狀犵２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＭｏｄｉｆｉｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔＰＩｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｗｉｔｈｍｅｌａｍｉｎｅａｎｄｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅ，ａｎｄｔｈｅｎｗａｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎ（ＳＥＭ），ｅｌｅｃｔｒｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ＴＥＭ），Ｘｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ（ＦＴＩＲ）ａｎｄｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃａｎａｌｙｓｉｓ（ＴＧ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｏｌｙｉｍｉｄｅｒｅａｃｔｉｏｎｗａｓｃｏｍｐｌｅｔｅ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｈｅｐｈｏｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｎｈｏｌｅｐａｉｒ．ＰＩｗａｓａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏ?Ｆｅｎｔｏｎ（ＥＦ）ｓｙｓｔｅｍｔｏｄｅｇｒａｄｅｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｄｙｅＲｈｏｄａｍｉｎｅＢ．Ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｗｈｅｎｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｍｅｌａｍｉｎｅｔｏｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃａｎｈｙｄｒｉｄｅ（ＰＭＤＡ）ｗａｓ１：２ａｎｄｐＨｗａｓ３，ｔｈｅＥＦｓｙｓｔｅｍａｃｈｉｅｖｅｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，３０．９％ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｇ?Ｃ３Ｎ４ｉｓｕｓｅｄ．ＴｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＵＶ－ＥＦｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈＰＩｕｓｅｄａｓｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙａｄｄｉｎｇｂｕｔｙｌａｌｃｏｈｏｌ（ＴＢＡ），ｐ?Ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｎｅ（ＢＮＱ）ａｎｄＥＤＴＡ?２Ｎａｉｎｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ＵＶ?Ｆｅｎｔｏｎ；ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ；ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ；ＲｈｏｄａｍｉｎｅＢ第３８卷第３期２０１８年６月西安工业大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．３８Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２０１８收稿日期：２０１７０５３１基金资助：陕西省自然科学基础研究计划青年人才项目（２０１６ＪＱ５０１１）第一作者简介：高樱（１９９３－），女，西安工业大学硕士研究生．通信作者：王宇晶（１９７８－），女，西安工业大学讲师，主要研究方向为环境催化材料．Ｅ?ｍａｉｌ：ｗａｎｇｙｕｊｉｎｇ１２２０＠１２６．ｃｏｍ．随着社会工业化程度的提高，企业排出的废水中难降解有机物数量随之增加．针对现如今难降解废水的特点，高级氧化技术可以有效对其矿化至无机形态［１?４］．其中，芬顿法是一种通过芬顿试剂Ｆｅ２＋与Ｈ２Ｏ２持续反应，生成具有强氧化性的