水钠锰矿光电催化降解亚甲基蓝及其机理研究
刘宇琪1
谢龙悦1
孟繁斌1
钟小梅1
董发勤2
刘明学3
1.西南科技大学生命科学与工程学院,四川绵阳,6210102.固体废物处理与资源化教育部重点实验室,四川绵阳,6210103.西南科技大学生命科学与工程学院,四川绵阳621010;固体废物处理与资源化教育部重点实验室,四川绵阳621010
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2.4V.在1.0V恒定电压下,黑暗中反应3.5h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+.
关键词：水钠锰矿光催化降解亚甲基蓝空穴羟基自由基
分类号：X703(一般性问题)
资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）(2014CB846003)国家重点研发计划(2016YFC0502204)国家自然科学基金(41272371)国家自然科学基金(41572035)国家自然科学基金(41502316)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 58-64 )
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