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《Dy_WO_3光催化降解罗丹明B的反应机理_刘华俊.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第53卷第2期武汉大学学报(理学版)Vol.53No.22007年4月J.WuhanUniv.(Nat.Sci.Ed.)Apr.2007,127～132文章编号:1671-8836(2007)02-0127-06Dy/WO3光催化降解罗丹明B的反应机理1,2111刘华俊,彭天右,彭正合,戴珂(1.武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉430072;2.襄樊学院化学与生物科学系,湖北襄樊441053)摘要:在稀土Dy掺杂的WO3光催化降解罗丹明B(RB)体系中,采用紫外-可见吸收光谱、高效液相色谱和电喷雾质谱等技术测定了不同辐照时间下RB
2、的降解中间产物,发现RB的降解过程以苯环的开环氧化反应为主,脱乙基反应为辅.同时发现降解中间产物有脱去1～4个乙基的RB分子碎片;质谱分析发现降解中间产物除了存在上述脱乙基RB的分子碎片外,还存在RB、脱乙基RB的羟基化产物以及结构难以确定的小分子.通过上述分析方法的综合,推出了Dy/WO3光催化降解RB的初步机理.关键词:光催化降解;罗丹明B;反应机理;WO3纳米粉体中图分类号:O614.3文献标识码:A产物比母体分子可能具有更大的毒性.因此,确定在0引言光催化过程中会出现什么中间产物以及是否有一些难以二次降解的中间产物具有十分重要
3、的意义.光催化技术因具有速度快、降解彻底、无聚环产气相色谱-质谱联用以及液相色谱-质谱联用等物生成以及能氧化处理ppb级污染物等优点而显技术已经被用来分离和检测光催化降解染料过程的[1～4]示出良好的应用前景.在光催化染料过程中,主[5,6]中间产物,据此研究了具有生色团的中间产物的要是由半导体催化剂在一定波长的光(如,紫外光)产生和变化规律,进而得到染料分子降解的路线照射下产生电子-空穴对,进而产生羟基自由基[5]图.稀土掺杂的WO3光催化反应的报道较少,其降(·OH)进攻染料分子.此外,可见光也可以激发染解有机物反应机理尚未见报道
4、.本课题组曾用料分子发生光敏化,光生电子可以从激发态的染料Na2WO4和盐酸反应新生成的H2WO4和Tb(NO3)3及分子跃迁至半导体粒子上,然后激发态的染料分子H2C2O4作原料,制备了WO3、稀土Tb掺杂的WO3纳可以和含氧活性基团发生反应,从而促进染料的光米粉体,发现可提高罗丹明B的光催化降解能力[7].[3]催化降解过程.为此,本文测定了稀土Dy掺杂的WO3光催化降解罗目前光催化降解染料的研究主要集中在光催化丹明B的降解产物的紫外-可见吸收光谱,判断光降剂的制备、光催化条件的优化和反应动力学等方面,解过程中的结构变化.另外,用
5、高效液相色谱和电喷通过检测染料分子的降解效率来研究光催化反应的雾质谱仪检测了不同辐照时间中间产物的质谱图,判主要过程,而很少关注染料分子的光催化降解机断中间产物的结构.通过上述分析方法的综合,推测[1][4]理.Spadaro等曾提出氨基偶氮苯染料的光催出Dy/WO3光催化降解罗丹明B的初步机理.化降解主要是通过·OH加入到碳氮键之间进行的,而·OH进攻的第一个目标是含有氨基的环.在染料1实验部分生色团结构分解的过程中伴随着一系列的不稳定中[3,5]间产物的形成和分解.在光降解过程中,许多这1.1试剂及仪器些不稳定的中间产物常常难以检
6、测.此外,某些中间试剂:罗丹明B(RB),Dy2O3,盐酸,硝酸,十六收稿日期:2006-11-16通讯联系人E-mail:typeng@whu.edu.cn基金项目:国家自然科学基金资助项目(20573078);国家高技术研究发展(863)计划(2006AA03Z344);湖北省杰出人才基金资助项目(2006ABB003);湖北省教育厅科学技术研究项目(D200625003)作者简介:刘华俊(1962-),男,博士生,襄樊学院副教授,现从事无机功能材料研究.E-mail:liuhj2003@163.com128武汉大学学报(理学版)
7、第53卷烷基三甲基溴化铵(CTAB)均为分析纯试剂,水为pH值调至5.8.光照前于暗处搅拌30min,以保证去离子水.RB达到吸附平衡.采用250W的高压汞灯(λmax=仪器:HJ-6多头磁力搅拌器(常州国华电器有365nm)为光源,光催化降解过程中磁力搅拌.每隔限公司),pH计(上海理达仪器厂),超声波清洗器一定时间取出一定量的悬浮液,离心分离,再用0.22(SK3300LH,上海科导超声仪器有限公司),LXJ-Bμm纤维素膜过滤器过滤,测定残余RB的浓度并进离心机(上海安亭科学仪器厂),UV-240型紫外-可行紫外-可见吸收光谱、
8、色谱和质谱分析.见分光光度计(日本,Shimadzu公司),1100LC-1.4降解中间产物的谱图分析MSD高效液相色谱-质谱仪(美国,AgilentTech-不同光照时间后,RB溶液的紫外-可见(UV-nologies
