水钠锰矿光电催化降解亚甲基蓝及其机理研究

论文摘要

水钠锰矿在自然界分布广泛、容易制备、光谱响应宽,受到越来越多的关注并被应用于环境治理领域。该研究通过电沉积法高效快速制备了水钠锰矿电极,研究其在可见光下对亚甲基蓝的光催化降解效果,通过添加空穴（h+）捕获剂甲酸和羟基自由基（·OH）捕获剂异丙醇分析光催化降解机理。结果表明,通过X射线衍射（XRD）和拉曼光谱证实合成物质为水钠锰矿,并且无其他矿物结晶相。紫外可见漫反射吸收谱显示水钠锰矿电极可吸收300～700 nm的光。通过Tauc方程计算得水钠锰矿电极直接带隙为2.8 V,间接带隙为2.4 V。在1.0 V恒定电压下,黑暗中反应3.5 h后亚甲基蓝的吸附率为11.0%,而光照下亚甲基蓝的降解率为67.0%,并且12h后降解率可达98.5%。光照下亚甲基蓝的降解率显著提高,印证了水钠锰矿具有良好的表面光催化性质。分别向反应体系中添加0.7%的甲酸和1.0 mmol/L的异丙醇后,亚甲基蓝的降解率降低到47.7%和34.6%;经动力学计算得出甲酸对h+的淬灭率为35.944%,异丙醇对·OH的淬灭率为56.760%。通过加入捕获剂发现水钠锰矿主要通过光生h+和·OH对亚甲基蓝进行氧化降解作用,其中·OH的氧化作用强于h+。

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类型: 期刊论文

作者: 刘宇琪,谢龙悦,孟繁斌,钟小梅,董发勤,刘明学

关键词: 水钠锰矿,光催化降解,亚甲基蓝,空穴,羟基自由基

来源: 环境科学与技术 2019年01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: 西南科技大学生命科学与工程学院,固体废物处理与资源化教育部重点实验室

基金: 国家重点基础研究发展计划(“973”计划:2014CB846003),国家重点研发计划项目(2016YFC0502204),国家自然科学基金项目(41272371,41572035,41502316)

分类号: X703

DOI: 10.19672/j.cnki.1003-6504.2019.01.009

页码: 58-64

总页数: 7

文件大小: 2118K

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