光催化降解亚甲基蓝产物
亚甲基蓝分解产物
亚甲基蓝分解产物亚甲基蓝分解产物是指亚甲基蓝在特定条件下被分解后所产生的物质。
亚甲基蓝是一种常用的生物染料，广泛应用于医药领域，特别是在组织染色和细胞染色方面。
然而，亚甲基蓝在一定条件下会发生分解，产生一系列分解产物，其中一些可能对人体健康造成负面影响。
亚甲基蓝分解产物的形成主要受到环境因素的影响，如光照、温度、pH值等。
在光照条件下，亚甲基蓝容易发生光催化分解，产生一系列氧化产物。
这些氧化产物可能对人体的皮肤和呼吸道产生刺激作用，引起过敏反应或其他不良反应。
因此，在实验室和工业生产中，需要严格控制光照条件，避免亚甲基蓝的分解产物对操作人员造成危害。
在酸性或碱性条件下，亚甲基蓝也容易发生分解反应。
在酸性条件下，亚甲基蓝会被降解为亚甲基噻唑蓝等产物；而在碱性条件下，亚甲基蓝则可能被氧化为亚甲基亚胺。
这些分解产物可能具有不同的毒性和生物活性，对人体健康构成潜在风险。
因此，在使用亚甲基蓝时，需要根据具体情况选择合适的条件，避免产生有害的分解产物。
亚甲基蓝分解产物的毒性和稳定性也受到溶剂、金属离子等因素的影响。
一些有机溶剂和金属离子可能促进亚甲基蓝的分解，导致产生更多的有害产物。
因此，在实际应用中，需要选择合适的溶剂和材料，以降低亚甲基蓝分解产物的生成，保障人体健康和环境安全。
总的来说，亚甲基蓝分解产物是一个复杂而重要的研究课题，对其产生机制和影响因素的深入了解，有助于减少其对人体健康和环境的潜在风险。
未来的研究可以进一步探讨亚甲基蓝分解产物的结构与活性之间的关系，为其安全应用提供更可靠的科学依据。
希望通过持续的研究努力，最大限度地降低亚甲基蓝分解产物可能带来的危害，确保其在医药和科研领域的安全使用。
亚甲基蓝溶液的光催化脱色及降解
亚甲基蓝溶液是一种常用的染料，其结构中含有苯环和芳香基，在光照射下会发生光催化脱色和降解的过程。这种过程的机理是，光照射下亚甲基蓝溶液中的染料分子会受到光能的作用，产生电子-空穴对，使染料分子的结构发生变化，最终导致染料的脱色和降解。
在实验中，我们可以通过以下步骤来研究亚甲基蓝溶液的光催化脱色和降解过程：
准备所需的材料：亚甲基蓝溶液、光源、滤纸、蒸馏水等。
将亚甲基蓝溶液倒入实验瓶中，并在溶液表面放置一张滤纸。
将实验瓶放置在光照射下，开始实验。
观察溶液的颜色变化情况，记录实验过程中的温度、光照强度等参数。
在实验结束后，取出滤纸，用蒸馏水冲洗并擦干。
通过观察滤纸的颜色变化情况，可以判断亚甲基蓝溶液的脱色程度。
通过测量溶液中亚甲基蓝的含量，可以判亚甲基蓝的降解情况。
通过上述步骤，我们就可以了解亚甲基蓝溶液在光照下的光催化脱色和降解情况。这对于研究和利用光催化技术处理废水具有重要意义。
球形花状结构氧化锡光催化降解亚甲基蓝
球形花状结构氧化锡光催化降解亚甲基蓝刘斌;杜燕萍;常薇;郁翠华;杨合情【摘要】为了研究SnO2对亚甲基蓝的光催化降解性能,以SnCl4·5H2O为原料,通过水热法,在200℃下反应24h,制备出直径范围为1.7μm～2.0μm球形花状结构SnO2.考察催化剂用量、光照时间及pH值对光催化降解亚甲基蓝性能的影响.结果表明,球形花状结构SnO2对亚甲基蓝溶液具有良好的光催化性能,催化剂的最佳加入量是1.25mg/mL,在最佳加入量下,紫外光照射时间超过30min时,亚甲基蓝溶液降解率达到96.3％;且随着溶液pH值的增加,亚甲基蓝溶液降解率逐渐增加,光催化反应更加完全.【期刊名称】《纺织高校基础科学学报》【年(卷),期】2015(028)003【总页数】5页(P343-347)【关键词】氧化锡;球形花状结构;光催化;亚甲基蓝【作者】刘斌;杜燕萍;常薇;郁翠华;杨合情【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;陕西师范大学材料科学与工程学院,陕西西安710062;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安710048;陕西师范大学材料科学与工程学院,陕西西安710062【正文语种】中文【中图分类】O643金属氧化物,如二氧化锡(SnO2)、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)等,由于其独特的物理和化学性能,近年来备受关注[1-2]．SnO2是一种重要的n-型半导体材料,其带隙宽度为3.6eV,由于其独特的光学、电学和化学性质,在锂离子电池、染料敏化太阳能电池、气敏传感器、光催化及透明电极等领域具有广泛地应用[3]．这些器件的性能在很大程度上取决于SnO2纳米结构单元的尺寸、形貌及其组装形成的纳米结构．因此,不同尺寸和形貌的SnO2的制备成为研究热点.目前为止,研究人员已经通过多种方法,如化学气相沉积、热蒸发法、水热法、微波法和溶胶凝胶法,制备了SnO2纳米粒子、纳米棒、纳米带、纳米片、纳米管、纳米线、纳米花、空心球等纳米结构,并对这些纳米结构的物理及化学性能进行了测试[4-11]．SnO2纳米管[8]和空心球[11]已经被应用于制造锂离子电池的负极,测试发现,这些SnO2纳米结构具有较高的储锂容量和良好的电循环性能．此外,SnO2纳米带、纳米线、纳米粒子、纳米棒和纳米管等纳米结构已经被用于构筑各种气体传感器,并被广泛应用于乙醇、一氧化碳、氢气、二氧化氮、2-丙醇等气体和液体的测定[12-16]．结果表明,这些具有不同纳米结构的SnO2传感器比SnO2粉末具有更高的灵敏度．文献[17-18]研究了SnO2纳米棒和纳米花对罗丹明B降解的光催化能力,结果发现,SnO2纳米棒[17]和纳米花[18]对罗丹明B降解的催化性能高于SnO2纳米颗粒．然而,有关球形花状纳米结构SnO2光催化降解亚甲基蓝的研究至今未见报道．本文通过水热法制备球形花状纳米结构SnO2光催化剂,以亚甲基蓝溶液为研究对象,讨论催化剂的用量、光照时间及pH值对球形花状纳米SnO2光催化性能的影响．1.1 试剂与仪器(1) 试剂四氯化锡(SnCl4·5H2O,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司),氢氧化钠(NaOH,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司),聚乙烯吡咯烷酮(PVP, Mr=30000,分析纯,国药集团化学试剂有限公司),亚甲基蓝(分析纯，北京化工厂),二次蒸馏水．(2)仪器 IKA RO10型磁力搅拌器(广州仪科实验室技术有限公司),DHA-9246A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司),AL-204型电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司),TGL-16G型台式高速离心机(上海安亭科学仪器厂),UV-2450型紫外可见分光光度计(日本岛津公司)，BL-GHX-V型光化学反应仪(西安比朗生物科技有限公司)．1.2 方法(1) 球形花状结构SnO2的制备根据文献[19],称取0.500g SnCl4·5H2O于50 mL 烧杯中,再向其中依次加入2mL, 6M NaOH,0.5g PVP和13mL H2O,搅拌形成清亮溶液.将该溶液转入具有聚四氟乙烯内衬的反应釜中,密封反应釜,在200℃下反应24h,然后自然冷却至室温,得白色成淀.离心后分别用去离子水和无水乙醇依次洗涤3次,室温下,最终得到白色粉末状产物．(2) 光催化实验实验采用BL-GHX-V型光化学反应仪,光源是300W汞灯．首先,量取20mL,10mg/L的亚甲基蓝溶液于体积为50mL的石英试管中,再称取不同量的SnO2样品分散到亚甲基蓝溶液中,于暗处震荡10min,使亚甲基蓝分子和半导体光催化剂表面建立起吸附脱附平衡,然后置于紫外灯管下,进行测试．由于溶液pH值不同，对亚甲基蓝的结构会产生不同的影响,为了仅考虑SnO2对亚甲基蓝的光催化降解性能,所以在光催化实验方法中没有控制溶液的pH．所有实验均在室温下进行,照射一定时间后取出,高速离心，将光催化剂与溶液进行分离,取上层清液用岛津UV-2450紫外可见分光光度计进行分析测定．(3) 降解率计算先用紫外可见分光光度计对亚甲基蓝进行全波段(190nm～800nm) 扫描,确定亚甲基蓝的最大吸收波长(664 nm),再用紫外可见分光光度计在此波长下测定清液的吸光度．由Lambert-Beer定律可知:A=εbc,式中b为光程，cm;c为质量浓度,g/L;ε为质量吸光系数,L/g·cm,亚甲基蓝溶液的降解率按照下面的公式进行计算:式中:η为亚甲基蓝溶液的降解率,%；C0为含有SnO2样品的亚甲基蓝溶液的初始浓度,g/L；C为含有SnO2样品的亚甲基蓝溶液光照不同时间后的实际浓度,g/L；A0为含有SnO2样品的亚甲基蓝溶液的初始吸光度；A为含有SnO2样品的亚甲基蓝溶液光照不同时间后的吸光度.2.1 SEM和XRD分析制备的球形花状结构SnO2的SEM和XRD图谱如图1所示．从图1(a)可看出,所制备的产物由大量的球形花状结构物质组成,其直径范围为1.7μm～2.0μm．由图1(b)可见,所有衍射峰均指向四方相SnO2(JCPDS卡号:41-1445)．此外,其衍射峰比较尖锐,说明该产物结晶性很高．除此之外,没有其他杂质峰出现, 说明所制备的产物为纯的四方相SnO2．2.2 亚甲基蓝溶液的吸收光谱分别测定未经紫外光照射的亚甲基蓝溶液,紫外光照射30min后的亚甲基蓝溶液和含有SnO2球形花状结构并经紫外光照射30min后的亚甲基蓝溶液的吸收光谱,其结果如图2所示．从图2可以看出,亚甲基蓝溶液的最大吸收波长为664nm(曲线Ⅰ),当紫外光照射30min后,其吸光度大约下降了12%(曲线Ⅱ),而含有SnO2球形花状结构的亚甲基蓝溶液,在紫外光照射30min后,其吸光度大约下降了96%(曲线Ⅲ)．由此可见,采用球形花状结构SnO2作为光催化剂可有效降解亚甲基蓝溶液．2.3 SnO2用量对降解率的影响在光催化反应中,催化剂的用量是非常重要的影响因素．在20mL,10mg/L的亚甲基蓝溶液中加入光催化剂SnO2,用300W汞灯照射,通过改变SnO2的加入量,探究紫外光照射30min后亚甲基蓝溶液的降解率,其结果如图3所示．由图3可知,随着SnO2用量的增加,亚甲基蓝溶液的降解率逐渐增加．但当加入量至25mg后,亚甲基蓝溶液的降解率增加缓慢,不再有明显的提高.故SnO2最佳用量为25mg．2.4 光照时间对降解率的影响在其他反应条件固定不变的情况下,在20mL亚甲基蓝溶液中加入25mg 光催化剂SnO2,研究不同紫外光照射时间下亚甲基蓝溶液的降解率,其结果如图4所示．由图4 可知,随光照时间的延长,亚甲基蓝溶液的降解率不断升高,但是当光照时间超过30min后,降解率升高至最大值96.3%且增加缓慢,说明亚甲基蓝溶液基本降解完全．2.5 pH值对降解率的影响向7份,20mL亚甲基蓝溶液中分别加入25mg 光催化剂SnO2,用HCl和NaOH调节溶液pH值分别为1,3,5,7,9,11,13,用300W汞灯光照20min后,计算降解率,其结果如图5所示．由图5可见,随着溶液pH值的增加,亚甲基蓝溶液的降解率逐渐增加．由于SnO2受到紫外光照射后,会产生空穴,空穴可以和OH-反应生成羟基自由基(·OH),·OH具有很强的氧化性,可以使亚甲基蓝氧化褪色[20]．在酸性pH范围时,亚甲基蓝溶液的降解率增加缓慢,这是由于在酸性溶液中,OH-浓度较低,所产生的·OH的数目相对较小,所以降解率增加缓慢．当溶液由酸性过渡到碱性时,OH-增加很多,产生的·OH数目随之增加,所以在溶液pH=7的前后,亚甲基蓝溶液的降解率大幅增加,当溶液的pH值增加到11以后,亚甲基蓝溶液的降解率达91%,亚甲基蓝溶液基本降解完全．由于光照时间较短只有20min,所以其降解率低于光照30min的降解率．本文通过水热法制备了对亚甲基蓝具有良好光催化性能的球形花状结构SnO2,并考察了催化剂用量、光照时间及溶液pH值对其光催化性能的影响．结果表明,300W汞灯照射30min,SnO2最佳加入量1.25mg/mL；当紫外光照时间超过30 min时,亚甲基蓝溶液降解率达到了96.3%.当溶液pH由酸性变化到碱性时,亚甲基蓝溶液降解率大幅增加,降解更加完全．球形花状SnO2的制备方法操作方便、条件温和、设备简单,有望用于大规模生产,且可能应用于其他氧化物花状结构的制备,预计其在染料废水处理方面有一定的应用价值．当然,这种光催化剂的性能还没有与其他光催化剂进行比较,此外,这种光催化剂对不同染料的降解性能和降解机理还有待于进一步的研究．【相关文献】[1] 余花娃,樊慧庆,王晶,等.Co掺杂ZnO微/纳米纤维的制备及其光催化性能[J].纺织高校基础科学学报,2014,27(2):244-247.YU Huawa,FAN Huiqing,WANG Jing,et al.Preparation and photocatalytic characterization of Co-doped ZnO micro/nanofibers[J].Basic Sciences Journal of TextileUniversities,2014,27(2):244-247.[2] 王文静,郭晓玲,王志刚,等.纳米二氧化钛光催化净化酸性染料废水的研究[J].西安工程大学学报,2011,25(2):216-219.WANG Wenjing,GUO Xiaoling,WANG Zhigang,et al.Study of photocatalysis purification of acid dyeing wastewater with titania[J].Journal of Xi′an PolytechnicUniversity,2011,25(2):216-219.[3] WANG X,HAN X G,XIE S F.Controlled synthesis and enhanced catalytic and gas-sensing properties of tin dioxide nanoparticles with exposed high-energy facets[J].Chem Eur J,2012,18(8):2283-2289.[4] KRISHNAKUMAR T,JAYAPRAKASH R,PARTHIBAVARMAN M.Microwave-assisted synthesis and investigation of SnO2 nanoparticles[J].Mater Lett,2009,63(11):896-898. 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WO3-TiO2光催化降解亚甲基蓝的研究
１ ． ２ 催 化剂 的 制备
Ｔ ｉ Ｏ 进行改性 ， 既能扩展光谱 响应 范围又可减 少 载 流子 复 合 ， 而 关 于这 类 研 究鲜 见 报 道 ． 鉴 于
二元 半 导体 ＷＯ 和 Ｔ ｉ Ｏ：复合 可 使 光 生 载 流 子
收稿 １ ３期 ： ２ ０ １ ２—１ ２— ０ ３
关键词 ： 光催化 ； ＷＯ３ 一 Ｔ ｉ Ｏ２ ； 溶胶一 凝胶法 ； 亚 甲基蓝
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５— ２ １ ９ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ ５
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｑ ０ ２
文 献标 识 码 ： Ａ
钛酸 丁酯 （ 化学 纯 ） ； 无 水 乙醇 （ 分 析纯 ） ； 冰 乙酸 （ 分析 纯 ） ； 浓硝酸 （ 分析纯 ） ； 钨 酸铵 （ 分 析 纯） ； 亚 甲基蓝 （ 分析 纯 ） ； 实验室 用水 为蒸 馏水 ． 紫外光 可见 分 光 光 度计 ； 恒 温 电 阻炉 ； 真 空 干燥箱 ； 医用离 心机 ； 多功 能搅 拌器 ； 多功 能光 化 学反应 仪 ； 数控 超声 波清洗 器 ．
氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝结论
氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝结论亚甲基蓝是一种有机染料，广泛应用于纺织、皮革、造纸等行业。
然而，亚甲基蓝的排放对环境和人类健康造成了严重的影响。
因此，寻找一种高效、环保的亚甲基蓝降解方法变得尤为重要。
近年来，光催化技术因其高效、环保等优点，成为了亚甲基蓝降解的研究热点。
本文将介绍一种基于氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的方法，并对其效果进行分析。
一、氯氧化铋的光催化性能氯氧化铋是一种具有良好光催化性能的半导体材料。
其带隙宽度较小，能够吸收可见光和紫外光，产生电子-空穴对。
在光照条件下，电子和空穴会分别参与氧化还原反应，从而实现有机物的降解。
此外，氯氧化铋具有良好的化学稳定性和光稳定性，能够在光催化反应中保持较高的催化活性。
二、氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的实验方法本实验采用氯氧化铋作为光催化剂，亚甲基蓝作为模型污染物，通过紫外光照射实现亚甲基蓝的降解。
实验步骤如下：1. 实验前将氯氧化铋粉末放入紫外光反应器中，加入一定量的去离子水，搅拌均匀。
2. 将一定浓度的亚甲基蓝溶液加入反应器中，搅拌均匀。
3. 开启紫外光灯，开始光催化反应。
4. 取样分析，测定亚甲基蓝的降解率。
三、实验结果及分析在实验中，我们分别采用了不同的氯氧化铋用量和光照时间，对亚甲基蓝的降解率进行了测定。
实验结果表明，氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的效果较好，其降解率随着氯氧化铋用量和光照时间的增加而增加。
当氯氧化铋用量为0.1 g/L，光照时间为120 min时，亚甲基蓝的降解率可达到90%以上。
我们还对氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的机理进行了探讨。
实验结果表明，氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的主要机理是电子-空穴对的产生和参与氧化还原反应。
在光照条件下，氯氧化铋吸收光能，产生电子-空穴对。
电子和空穴分别参与还原和氧化反应，从而实现亚甲基蓝的降解。
四、结论本实验采用氯氧化铋作为光催化剂，通过紫外光照射实现亚甲基蓝的降解。
实验结果表明，氯氧化铋光催化降解亚甲基蓝的效果较好，其降解率随着氯氧化铋用量和光照时间的增加而增加。
光催化降解亚甲基蓝反应方程
光催化降解亚甲基蓝反应方程英文回答：The photocatalytic degradation of methylene blue can be represented by the following reaction equation:Methylene Blue + Photocatalyst + Light → Degradation Products.In this reaction, methylene blue is the target compound that needs to be degraded. A suitable photocatalyst, such as titanium dioxide (TiO2), is used to facilitate the degradation process. When exposed to light, the photocatalyst absorbs photons and generates electron-hole pairs. These photoinduced electrons and holes then participate in redox reactions with the methylene blue molecules, leading to their degradation. The final products of the degradation process depend on the specific reaction conditions and the nature of the photocatalyst used.The mechanism of the photocatalytic degradation of methylene blue involves several steps. First, the photocatalyst absorbs photons with energy equal to or greater than its bandgap, promoting electrons from the valence band to the conduction band. This creates electron-hole pairs, which can migrate to the surface of the photocatalyst. Next, the methylene blue molecules adsorb onto the surface of the photocatalyst. The electrons in the conduction band of the photocatalyst can then transfer to the adsorbed methylene blue molecules, reducing them to form degradation products. Simultaneously, the holes left behind in the valence band of the photocatalyst can react with water or hydroxyl ions (OH-) in the solution, generating hydroxyl radicals (•OH). These highly reactive radicals can further oxidize the methylene blue molecules, contributing to their degradation.Overall, the photocatalytic degradation of methylene blue is a promising approach for the removal of this dye from wastewater. It offers several advantages, including high degradation efficiency, low cost, and environmental friendliness. Further research is still needed to optimizethe reaction conditions and explore the use of different photocatalysts to enhance the degradation process.中文回答：亚甲基蓝的光催化降解可以用以下反应方程表示：亚甲基蓝 + 光催化剂 + 光线→ 降解产物。
光催化降解亚甲基蓝染料
染料亚甲基蓝降解可能有两种途径：一是光催化二是光敏化。
有文献称光催化降解过程中亚甲基蓝溶液紫外最大吸收峰会蓝移，即一个个脱去甲基的过程。
(Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 140 (2001) 163–172)请问光敏化过程中其溶液紫外图是否也会出现最大吸收峰的蓝移现象？有哪位XDJM做过的，帮帮忙啦！注：其实我很怀疑文献说法的正确性，染料脱甲（烷）基过程通常是光敏化发生的基本过程，比如罗丹明B的光敏化降解过程就是逐个脱去乙基的过程。
光敏化是指可见光无法激发宽带半导体，而由染料激发电子到半导体价带上而起始氧化过程，这时染料会逐渐脱去烷基，从而在紫外吸收上发生蓝移。
光敏化拓展了二氧化钛之类的宽带半导体利用光的波长范围，光敏化降解能力较弱而光降解一般就指直接由光激发半导体产生电子空穴从而引发氧化过程你的文献上好像并没有说用二氧化钛降解MB是“光敏化”，如果在紫外光下也假设是光敏化的话，你将无法解释为什么它不能直接被激发而需要敏化；蓝移表示它开环比较困难，导致脱烷基的中间产物较多，不能由此就说它是光敏化就我所知好像很少用亚甲基蓝来敏化光降解的，也就是说，尽管结构上挺相似，它不如罗丹明B容易敏化，也许就是因为它很难开环吧:)我的意思是如果光敏化，那么将会有蓝移；但如果有蓝移，不能由此断定为光敏化。
光敏化至少应该是可见光的。
如果亚甲基蓝能够敏化，那么紫外吸收将蓝移，但不能反过来说。
文献中所说的蓝移是二氧化钛被激发产生导带电子价带空穴氧化MB而产生的脱烷基，而不是MB被激发后将电子转给导带产生的脱烷基。
这两者的来源是不同的。
尽管结果上是一样，但反过来假设将导致理论解释上的困难，即"如果在紫外光下也假设是光敏化的话，无法解释为什么它不能直接被激发而需要敏化"至于开环难易问题只是我做实验和看文献得来的一个印象，没有确切的证据证明它的普适性。
wo3—zno复合膜光催化降解亚甲基蓝的研究
wo3—zno复合膜光催化降解亚甲基蓝的研究摘要：采用溶胶-凝胶法制备WO3-ZnO复合膜，并用其对亚甲基蓝进行光降解，研究了复合膜的焙烧时间、光源、pH、溶液初始浓度及光照时间对亚甲基蓝降解率的影响。
结果表明，在35mLpH12.47、浓度为5mg/L 的亚甲基蓝溶液中放置焙烧2.0h的WO3-ZnO复合膜，紫外光光照60min 后亚甲基蓝的降解率可达98.1%。
关键词：WO3-ZnO复合膜；亚甲基蓝；光降解中国有着大量的服装生产企业，一直是染料生产和消费大国。
而在服装的制造过程中，会产生大量的染料废水，如不经过净化处理就会对周边环境造成严重污染，不但严重威胁着人们的身体健康，也制约着当地经济的健康可持续发展[1]。
染料废水由于含有的污染物种类多样、用量大、毒性大、难降解等，一直是工业废水降解处理的难点。
目前，对染料废水的降解处理方法主要包括物理法、化学法、生物氧化法等，这些传统方法对染料废水的降解有一定的效果，但也存在着明显的不足和局限性。
物理法一般是将污水中的污染物进行相转移，但并没有彻底将污染物去除而易造成二次污染；化学法在将一种有毒污染物降解的同时一般还会产生一些有毒的副产物；生物降解法单独使用一般很难彻底降解废水中的污染物，一般要与物理化学降解方法结合使用。
1材料与方法1.1试剂与仪器试剂：醋酸锌、乙醇、盐酸、钨酸钠、草酸、亚甲基蓝、二乙醇胺均为分析纯；蒸馏水为实验室自制。
仪器：721型紫外可见分光光度计，由上海精密科学仪器有限公司生产。
1.2WO3-ZnO复合膜的制备及考察内容分别采用文献[8，9]的方法制备ZnO和WO3溶胶。
将ZnO胶体浇铸到预先洗净的载玻片上，通过自然延流形成一层膜，在烘箱中于90℃烘10min后，采用同样的方法制备WO3膜，如此反复制备出WO3-ZnO复合膜（共3层膜）。
将WO3-ZnO复合膜在300℃焙烧不同的时间待用。
设置单因素试验考察焙烧时间、光源、亚甲基蓝初始浓度、pH及光照时间对WO3-ZnO复合膜光催化降解亚甲基蓝的影响。
wo3—zno复合膜光催化降解亚甲基蓝的研究
wo3—zno复合膜光催化降解亚甲基蓝的研究摘要：采用溶胶-凝胶法制备WO3-ZnO复合膜，并用其对亚甲基蓝进行光降解，研究了复合膜的焙烧时间、光源、pH、溶液初始浓度及光照时间对亚甲基蓝降解率的影响。
结果表明，在35 mL pH 12.47、浓度为5 mg/L的亚甲基蓝溶液中放置焙烧2.0 h的WO3-ZnO复合膜，紫外光光照60 min后亚甲基蓝的降解率可达98.1%。
关键词：WO3-ZnO复合膜；亚甲基蓝；光降解中国有着大量的服装生产企业，一直是染料生产和消费大国。
而在服装的制造过程中，会产生大量的染料废水，如不经过净化处理就会对周边环境造成严重污染，不但严重威胁着人们的身体健康，也制约着当地经济的健康可持续发展[1]。
染料废水由于含有的污染物种类多样、用量大、毒性大、难降解等，一直是工业废水降解处理的难点。
目前，对染料废水的降解处理方法主要包括物理法、化学法、生物氧化法等，这些传统方法对染料废水的降解有一定的效果，但也存在着明显的不足和局限性。
物理法一般是将污水中的污染物进行相转移，但并没有彻底将污染物去除而易造成二次污染；化学法在将一种有毒污染物降解的同时一般还会产生一些有毒的副产物；生物降解法单独使用一般很难彻底降解废水中的污染物，一般要与物理化学降解方法结合使用。
近年来，光催化氧化法由于具有环保、能耗低等优点在废水处理领域成为研究的热点[2]。
半导体材料TiO2由于来源丰富、化学性质稳定、环保等优点而受到半导体光催化研究者的青睐[3，4]，是一种研究较为成熟的半导体催化剂，其缺点是光谱响应范围有限。
据报道，ZnO具有和TiO2较相似的禁带宽度，都属于宽带隙半导体材料，但较TiO2有着更高的光催化活性[5-7]，其缺点是表面激发产生的电子-空穴易复合而降低光催化效率。
提高ZnO光催化效率最有效的方法是利用两种半导体复合改变其能级结构，促进电子-空穴的分离，从而降低电子-空穴的复合几率。
光催化氧化法降解亚甲基蓝研究
光催化氧化法降解亚甲基蓝研究∗陈信含;李广超【摘要】The decolorization rate of methylene blue solution was calculated according to the absorbance before and after degradation, the effects of the amount of H2 O2 and TiO2 , illumination time and other factors on the decolorization rate were discussed. The experimental results showed that the catalytic effect of TiO2 on the oxidation of methylene blue by H2 O2 was promoted by light, in three kinds of different light sources of ultraviolet light, sunlight and fluorescent lamp light, the effect of UV on the decolorization rate of methylene blue solution was the strongest, and the fluorescent lamp light had the weakest effect. When 0. 5 mL H2 O2 (30%) and 20 mg TiO2 were added in reaction solution, illumination time was 90 min, the decolorization rate was more than 99%.%通过测定亚甲基蓝溶液处理前后的吸光度，计算脱色率，讨论了H2 O2的用量、 TiO2投加量、不同光源光照时间等因素对亚甲基蓝溶液脱色率的影响。
氧化锌降解亚甲基蓝
氧化锌降解亚甲基蓝
氧化锌（ZnO）是一种常见的氧化物，具有良好的光催化性能和抗菌性能。
近年来，关于利用氧化锌降解有机污染物的报道越来越多，其中也包括亚甲基蓝。
氧化锌降解亚甲基蓝的过程主要是利用ZnO在紫外光的作用下产生羟基自由基（·OH），然后·OH与亚甲基蓝反应，使其降解。
具体反应过程可能如下：
1. ZnO在紫外光的照射下产生电子-空穴对，即光生载流子。
2. 产生的电子和空穴分别与水分子和氧气反应，生成羟基自由基（·OH）和超氧离子（·O₂⁻）。
3. ·OH和·O₂⁻与亚甲基蓝反应，使其降解为小分子物质。
值得注意的是，氧化锌降解亚甲基蓝的效果受到多种因素的影响，如光照强度、pH值、ZnO的投加量等。
同时，氧化锌还可以与其他物质如过渡金属、贵金属等复合，以提高其光催化性能和降解效果。
综上所述，氧化锌可以用于降解亚甲基蓝，但具体的应用效果还需要根据实际情况进行评估和优化。
不同金属卟啉光催化降解亚甲基蓝性能研究
为有 机染 料模 型 ， 察 了金 属 卟 啉 光催 化 降解 有 机 染 考
料 的性 能 。
１ ２ ２ 金 属 卟啉 光催 化 降解 亚 甲基 蓝 溶液 ．．
（ ） 甲基 蓝 溶 液 的 配 制 １亚
称 取 ４ ． ６ ３ ｍｇ亚 甲基 蓝 放 入 大 烧 杯 中 ， 人 ｌ Ｏ 倒 Ｏ０
Ｍ ｎ １ ６ 反 应 ４ ｈ Ｔ 跟 踪 反 应 进 度 。 边 搅 Ｃ ・ Ｈ ０） ，Ｉ Ｃ
别是 Ｔｉ 为 催 化 剂Ｅ ４。金 属 卟 啉 是 一 类 具 有 １ Ｏ ３￣ ， ８
电子 共 轭 骨 架 的 大 环 化 合 物 ， 有 独 特 的光 敏 性 ， 适 具 在
由表 １ 见 ， Ｐ的紫外 可 见 吸 收光 谱有 ５个 吸 可 ＴＰ
收 峰 ， 中包 括 ￣ ｒｔ １个吸 收峰 ：１ ． ｍ， 带 ４ 其 ｏｅ 带 ４ ７ ０ｎ Ｑ
个 吸 收 峰 ：１ ． ｍ、４ ． ｍ、 ８ ． ｍ 、４ ． ｍ 。 ５ ４ ０ｎ ５ ８ ５ｎ ５ ９ ５ｎ ６ ５ ０ｎ 在卟 啉环 内插入 金属 后 ， 变 了原 卟啉环 的共轭 结构 ， 改 Ｑ 带 的 ４ 吸 收 峰 减 少 了 ２ ３个 ， 与 文 献 ＿ 相 符 ， 个 ～ 这 ８
方 法 。光催 化 氧化 处 理 有 机 污 染 物 具有 方 法 简便 、 不 产 生 二 次 污 染 物 、 用 范 围 广 等 特 点 ， 一 种 很 有 发 展 适 是 潜 力 和应 用前 景 的技 术 ， 技 术 大 多 以半 导 体 材 料 特 该
热搅 拌 ， 回流 后 加 入 ４ ２ ｍｇ Ｆ Ｃ 。・６ Ｏ（ １ ３ ｅ １ Ｈ。 ３ ７ ｍｇ
（ ｏ Ｐ 、 苯 基 卟 啉 锰 （ ｎ Ｐ ， 亚 甲基 蓝 （ ） Ｃ ＴＰ ） 四 Ｍ ＴＰ ） 以 ＭＢ
二氧化钛光催化降解亚甲基蓝
辽 宁 化 工 Liaoning Chemical Industry
Vol.45，No. 3 March，2016
二氧化钛光催化降解亚甲基蓝
周华锋，梁殿伟，孙一瑞
（沈阳化工大学， 辽宁 沈阳 110142）
摘
要：以钛酸四丁酯为钛源，采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛粉末，并将其用于紫外光下降解水
100 95
88
2.4
86
84 0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
图 3 TiO2 光催化剂用量对亚甲基蓝降解率的影响
由图 3 可以看出，在相同的光照时间下，当有 TiO2 作为光催化剂加入反应体系中时， 亚甲基蓝的降 解率明显增加，且当催化剂用量较少时，随着投放量 增大， 亚甲基蓝的降解率有所增大， 当投放量为 0.1 g 时，降解率达到最大，继续增加投放量，降解率反而 变小。这是因为 TiO2 粉末在起光催化作用的同时也 对光线产生遮蔽作用。当催化剂量较小时，随着催化 剂用量的增加， 由紫外光激发产生的的光生电子和光 生空穴的数量逐渐增加，亚甲基蓝的降解率提高；但
3+
图 6 紫外光对亚甲基蓝降解率的影响
从图 6 可以看出，在没有光照的情况下，随着 时间的延长，亚甲基蓝的降解率也缓慢增加，但与 有紫外灯的照射实验相对比，降解率相差很大，这 可能是由于在无紫外灯照射的情况下 TiO2 能从自然 光中获得较少的能量， 使得一小部分亚甲基蓝降解。 同时 TiO2 粉末还具有吸附的作用，使得一部分亚甲 基蓝吸附在其表面上，使得溶液中的亚甲基蓝浓度 降低。
近年来，随着人们生活水平的提高，对颜色的 追求也越来越高，而颜色多用染料来表达，染料正 [1] 朝着抗光解，抗氧化的方向发展 。亚甲基蓝是一 种广泛使用的染料，未经处理的亚甲基蓝则会对水 体环境产生严重的污染。目前，处理污水的主要方 法有物理法，化学法和生物法，每种方法都有各自 的优点与缺点，通常需要几种方法的多步处理，才 [2] 能达到要求 。 [3] 1972 年 Fujishima 和 Honda 在 Nature 杂志上报 导了 TiO2 在光的照射下可使水发生持续氧化还原反 应。其反应机理大致如下，利用紫外灯光源，可使 TiO2 表面受激发产生电子-空穴对， 最终使水发生氧 化还原反应产生氧气和氢气。此后利用半导体光催 化剂处理各类污染物废水的研究有了大量的报道 [4] 。TiO2 具有优异的紫外线吸收能力、光催化效应， 且性质稳定，对环境没有污染，价格低廉等优点， 被认为是一种理想的光催化剂。本实验是以钛酸四 丁酯为钛源，采用溶胶-凝胶法制备二氧化钛粉末， 通过自制的光催化反应装置，考查其对水体中亚甲 基蓝的光催化效果。
g-c3n4纳米片的合成及可见光催化降解亚甲基蓝
g-c3n4纳米片的合成及可见光催化降解亚甲基蓝g-c3n4纳米片是一种基于碳质材料的光催化剂。
它们能够利用可见光，将水和空气中的氧分子转化为高活性的活性氧和自由基，从而能够用于各种环境净化和水处理的应用中。
在这篇文章中，我们将介绍g-c3n4纳米片的制备方法和其在可见光催化降解亚甲基蓝中的应用。
g-c3n4纳米片的合成g-c3n4纳米片的制备方法主要包括高温焙烧法、硫酸法、模板法、水热合成法、电化学沉积法等多种方法。
其中，高温焙烧法和硫酸法较为常见。
（1）高温焙烧法高温焙烧法是将含有氟离子的离子液体氨基三嗪溶液借助特殊的化学结构，在高温下加热干燥，得到大量的g-c3n4纳米片。
这种方法需要对反应温度、反应时间和保护气氛等因素进行控制，以获得高质量的产物。
（2）硫酸法硫酸法则是在碱性环境中，将葡萄糖等有机小分子通过不断加热、干燥、转化而制备的。
该方法较简单，而且产出的g-c3n4纳米片在可见光下有较高的光催化活性。
g-c3n4纳米片的光催化应用g-c3n4纳米片是一种优秀的可见光催化剂，在环境净化、水处理和气体清洁等领域均有广泛的应用。
此处我们以可见光催化降解亚甲基蓝为例。
亚甲基蓝是一种常见的工业染料，具有毒性和致癌性，对人类和环境都有危害。
而g-c3n4纳米片可以利用可见光催化活性，在光照下促进亚甲基蓝的降解，从而实现其净化的目的。
在研究中，利用硫酸法制备了g-c3n4纳米片，并通过紫外-可见吸收光谱、X射线粉末衍射分析和透射电子显微镜等方法对产物进行了鉴定和表征。
随后，利用可见光催化实验测试了g-c3n4纳米片在降解亚甲基蓝中的性能。
结果显示，g-c3n4纳米片对亚甲基蓝的降解率可以高达90%，同时还具有较强的反应稳定性和重复使用性。
该研究揭示了g-c3n4纳米片在可见光催化领域的应用前景，并为相关工业及环保方面提供了重要的参考信息。
综上所述，g-c3n4纳米片是一种具有极高应用价值的材料。
TiO2光催化剂对亚甲基蓝降解的研究
１ 光 催 化 原 理
光催 化是纳米 半导体 独特 的性 能之一 ， 种纳米 限公 司 ） Ｆ ０ ４电子 天 平 （ 海 天 平 仪 器 厂 ） ８ ０ 这 ； Ａ１ ０ 上 ；０ 材料 在光 的照射下 ， 能把 光能 转 变 为 化 学 能 ， 促进 电动离心 机 。 并
有机 物的合 成或 有机物降 解 ， 一过 程称 为光 催化 。 这
它的研究进展正显示 出强劲 的势 头和美好 的前 景 。
质） 行分解 ［ 。 进 ５ ］
Ｔｉ Ｏ 光催 化剂 是 一种 新 型 的高 效 光 谱 催 化 剂 ，
由于 Ｔ Ｏ２的带 隙 能 为 ３ ２ｅ 对 于 ≤ ３ ７ ５ ｉ ． Ｖ， ８ ．
成 为近年 来环保 技 术 中的一 个 研究 热 点 。一种 良好 ｎ 的光 波才 可激 发 Ｔ ０ 带 上 的电子 。能到 达 地 ｍ ｉ 导 的催化 剂必 须具备 很大 的催 化表 面 ， 且有 很高 的光 面上 的太 阳光 光 谱 中 ， 有 ３ ～５ 的 能量 在 ２ ０ 并 约 ０ 子 利用率 。研 究 表 明 ， Ｔｉ 。达 到 纳 米 级 时 ， 表 当 Ｏ 会
新
疆
有
色
金
属
４ ７
制 光 催 化 剂 。用 不 同 的 光 源 （ 压 汞 灯 、 阳 光 ） 行 高 太 进
光 源 是 光 催 化 反 应 中 的 重 要 影 响 因 素 之 一 ， 择 选
４ ６
新
疆
有
色
金
属
第 ２期
Ｔｉ 光 催化 剂对 亚 甲基蓝 降解 的研 究 Ｏ２
周 英
（ 新疆 众和股 份 有限公 司 乌鲁木 齐 ８ ０ １ ） ３ ０ ３
光催化降解亚甲基蓝反应方程
光催化降解亚甲基蓝反应方程英文回答：The reaction equation for the photocatalyticdegradation of methylene blue can be represented as follows:Methylene Blue + Photocatalyst + Light → Degradation Products.In this reaction, methylene blue (a dye) is subjectedto photocatalysis in the presence of a suitablephotocatalyst and light. The photocatalyst absorbs thelight energy and generates electron-hole pairs. These electron-hole pairs then participate in redox reactionswith the methylene blue molecules, leading to the degradation of the dye. The exact mechanism of the reaction may vary depending on the type of photocatalyst used.The photocatalyst plays a crucial role in the degradation process. It should possess suitable energylevels and band gaps to efficiently absorb light and generate electron-hole pairs. Commonly used photocatalysts include titanium dioxide (TiO2), zinc oxide (ZnO), and various metal oxides. These materials have been extensively studied for their photocatalytic properties and have shown promising results in the degradation of organic pollutants.The degradation products formed during the reaction depend on the specific photocatalyst and reaction conditions. Generally, the dye molecules are broken down into smaller organic compounds, which are further oxidized to carbon dioxide and water. The degradation process is often accompanied by the generation of reactive oxygen species (ROS), such as hydroxyl radicals, which play a significant role in the oxidation of the dye molecules.Overall, the photocatalytic degradation of methylene blue is a complex process involving the interaction of light, photocatalyst, and dye molecules. It offers a sustainable and environmentally friendly approach for the removal of organic pollutants from wastewater.中文回答：亚甲基蓝的光催化降解反应方程可以表示为：亚甲基蓝 + 光催化剂 + 光线→ 降解产物。
CdIn_2S_4光催化降解亚甲基蓝的试验
利用 太 阳能 光 催 化 处 理 水 中难 降 解 有 机 污 染
物， 已引起 国 内外 学 者 的普 遍 关 注 ． ｉ ： 目前 研 ＴＯ 是 究最 广泛 的光 催 化 剂 其 禁 带 宽 度 为 ３ ２ｅ 只 ， 但 ． Ｖ，
光催 化活性 高等 优 点 ， 已成 为光 催 化研 究较 多 的一
类催 化剂 体 系 ． 已有研 究表 明 ， 元硫 化物易 发生光 二
腐蚀 ， 用寿命 有 限 ， 使 三元硫 化物 则具 有较好 的稳定
能吸 收紫外 光 ， 阳能 利 用 率低 ． 究 者 们 虽 然 对 太 研 ＴＯ 进 行改 性研 究使其 能够 吸 收可 见 光 ， 仍 不能 ｉ： 但
Ｃ Ｉ ２４ 催 化 降 解 亚 甲基 蓝 的 试 验 ｄｎＳ 光
田秀君 ， 张绪瑞 ， 王 锦 ， 盛佳 明， 张 璋 ， 杨成永
（ 京 交 通 大 学 土 木 建 筑 工程 学 院 ， 京 １０ ４ ） 北 北 ０ ０４
摘
要 ： Ｃ Ｉ２４ 以 ｄ ｎＳ 为光催化 剂 ， 灯模拟 可见 光 ， 讨其 对 活性 染料 亚 甲基 蓝 的光催 化 降解过 程 ． 钨 探
Ｐｈｏ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｔｖ ｔ ｆＭ ｅ ｈ ｌ ｎ ｕ ｎ Ｃｄ ｎｚ ４ ｔ ｃ ｔ ｌ ｔｃ Ａｃ ｉ ｉｙ ｏ ｔ ｙ ｅ ｅ Ｂｌ ｅ ｏ ｌ Ｓ
CdIn2S4光催化降解亚甲基蓝的试验
CdIn2S4光催化降解亚甲基蓝的试验田秀君;张绪瑞;王锦;盛佳明;张璋;杨成永【摘要】以CdIn2S4为光催化剂,钨灯模拟可见光,探讨其对活性染料亚甲基蓝的光催化降解过程.考察了光照时间、催化剂用量、亚甲基蓝的初始浓度、反应体系的pH值和温度以及光强对光催化过程的影响.结果表明:对于4 mg/L的亚甲基蓝溶液,200 W钨灯照射下,CdIn2S4的用量为0.04g/L,pH为3.0,1.5 h内其降解率可达97.83%.温度对反应影响很小.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2010(034)006【总页数】4页(P86-89)【关键词】CdIn2S4;光催化降解;亚甲基蓝;用量;初始浓度;pH值【作者】田秀君;张绪瑞;王锦;盛佳明;张璋;杨成永【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京,100044【正文语种】中文【中图分类】X703.5利用太阳能光催化处理水中难降解有机污染物,已引起国内外学者的普遍关注.TiO2是目前研究最广泛的光催化剂,但其禁带宽度为3.2 eV,只能吸收紫外光,太阳能利用率低.研究者们虽然对TiO2进行改性研究使其能够吸收可见光,但仍不能获得稳定、适于工业化利用的光催化剂.研究新型具备可见光响应能力的光催化剂显得尤为重要.硫化物有着特殊的物理、化学性能,如超导、电荷密度波、非线性光学及催化性能[1-4].与氧化物相比,硫化物光催化剂具有禁带宽度窄、吸收可见光、光催化活性高等优点,已成为光催化研究较多的一类催化剂体系.已有研究表明,二元硫化物易发生光腐蚀,使用寿命有限,三元硫化物则具有较好的稳定性.目前对三元硫化物的研究主要集中在光催化分解水产氢的能力及导电性能,对其光催化降解污染物的探讨很少,.Cdln2S4是三元硫化物AB2X4(A=Cd、Zn、Hg;B=Ga、In;X=S、Se、Te)立方尖晶石结构中最重要的半导体材料[5-8].本文作者用水热法制备了CdIn2S4光催化剂,并以钨灯为光源,对活性染料亚甲基蓝的光催化降解进行了研究.1 材料与方法1.1 试验材料和仪器主要仪器:GSP-77-02型磁力搅拌器(江苏泰县姜堰电子仪器厂);BS-200S型电子分析天平(北京赛多利斯天平有限公司);DL-1电子万用炉(北京市光明医疗仪器厂,1 kW);200 W钨灯(长春市亚制照明电器有限公司);101A-2E电热鼓风干燥箱(上海实验仪器厂有限公司);6230型pH计(JENCOELECTRONICS);722N型可见光分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);TDL-5型台式离心机(上海飞鸽科学仪器厂).试剂:含水氯化镉(CdC122.5H2O,A.R);硫酸铟(In2(SO4)3,A.R);硫脲(CS(NH2)2,A.R);无水乙醇(A.R);亚甲基蓝(A.R);盐酸(A.R);氢氧化钠(A.R);二次蒸馏水.1.2 光催化剂CdIn2S4的制备将含水氯化镉(CdC122.5H2O),硫酸铟(In2(SO4)3),硫脲(CS(NH2)2)按物质的量配比为1∶1∶4加入到体积约为200 mL的反应釜内,然后加入70%体积的去离子水.将反应釜置于180℃的烘箱内,升温速度约为1.5℃/min,恒温反应13 h后,将反应釜自然冷却至室温,弃去上清液,将产物依次用蒸馏水和无水乙醇洗涤数次,于80℃烘箱内24 h,得到粉末状CdIn2S4.1.3 分析方法吸光度的测定选用722N型可见光分光光度计,在最大吸收波长λ=665 nm处测定亚甲基蓝的溶液的吸光度,并根据下式计算亚甲基蓝的降解率式中:A0为光照前水样的吸光度值;At为光照t时间后水样的吸光度值;D为降解率.1.4 实验方法将适量CdIn2S4光催化剂加入到一定浓度100 mL亚甲基蓝溶液中,经磁力搅拌形成CdIn2S4-亚甲基蓝的悬浊液,用钨灯照射.分别改变CdIn2S4的投加量、亚甲基蓝溶液的初始浓度、pH、反应温度和光强,定时取样.所取水样经高速离心机分离10 min后,提取上清液测定其吸光度.2 结果与分析2.1 光照时间确定取0.03 g CdIn2S4颗粒,投入到体积为100 mL、质量浓度为4.5 mg/L的亚甲基蓝溶液中,用磁力搅拌器搅拌混合均匀.200 W钨灯作为光源,进行光催化降解实验.亚甲基蓝的降解率随时间的变化情况见图1.由图1可知,随着光照时间的增加,光催化反应的降解率逐渐升高,最后达最高值98.74%.反应前1.5 h内,亚甲基蓝的降解率变化十分迅速,1.5 h时,降解率可达90.68%,之后随着时间的延长,光催化反应趋于平缓.将反应时间定为1.5 h.图1 亚甲基蓝的降解率随时间变化曲线Fig.1 Decrease of MB vs irradiation time curve2.2 催化剂用量的确定分别取0.01 g、0.02 g、0.03 g、0.04 g、0.05 g CdIn2S4,加入到100 mL,4.5 mg/L的亚甲基蓝溶液中,分别用磁力搅拌器搅拌均匀,以200 W钨灯作为光源,光催化降解1.5 h,结果见图2.图2 CdIn2S4的投加量对亚甲基蓝降解率的影响Fig.2 Influence ofCdIn2S4dosage on the removal of MB从图2中可以看出:随催化剂用量的增加,亚甲基蓝的降解率由0.01 g时的56.12%上升到0.04 g/L时的94.26%,而催化剂用量达到0.05 g时,亚甲基蓝的降解率有所下降,为90.68%,但仍然维持在一个较高水平.由此可知,亚甲基蓝的降解率与催化剂的用量之间具有较好的相关性.在可见光强度和光照时间相同的条件下,刚开始随着CdIn2S4投加量的增加,光生空穴和光生电子的产生效率增加,催化剂的催化作用增强.但是CdIn2S4粉末在对亚甲基蓝起催化降解作用的同时也对光源有一定的遮蔽作用,使得溶液的透光率下降.当催化剂用量超过0.04 g时,其对钨光的遮蔽作用明显加强,光色散增强,影响了催化剂表面的光激发过程,大部分的CdIn2S4粉末由于得不到足够的可见光使其对亚甲基蓝的光催化降解作用显著下降.因此,应将CdIn2S4的用量定为0.04 g.2.3 亚甲基蓝溶液初始浓度的确定取100 mL初始质量浓度分别为3、4、5、6、7、8 mg/L的亚甲基蓝溶液,均投入0.04 g CdIn2S4粉末,用磁力搅拌器搅拌,200 W钨灯光照降解1.5 h.试验结果见图3.图3 亚甲基蓝溶液的初始浓度对其降解率的影响Fig.3 Influence of initial concentration of MB on the removal of itself由图3可知,亚甲基蓝的降解率随其初始浓度的增大基本呈下降趋势.但3～5 mg/L 浓度范围内,亚甲基蓝的光降解率差别不大,均达90%以上.初始浓度的影响是因为水溶液的溶质越低,则相对的水分子浓度越高,越有利于◦OH 的生成;另外,初始浓度越低,溶质和空穴的相对接触几率会增大,光催化的效率也越高.初始浓度越大,反应液中的有机质越多,这些有机质消耗了CdIn2S4表面的◦OH和O2-,而且亚甲基蓝溶液中的显色基团也有遮光作用,随着亚甲基蓝初始浓度的增加其遮光作用越来越明显,从而导致对光源的利用率降低.亚甲基蓝的初始浓度在3～5 mg/L内,其光催化降解率接近,但其初始浓度达到4 mg/L时,光催化降解率也会逐渐下降.因此将亚甲基蓝的初始浓度定为4 mg/L.2.4 反应体系的pH值分别取100 mL质量浓度为4 mg/L的亚甲基蓝溶液,均投入0.04 g CdIn2S4,用稀盐酸和稀氢氧化钠溶液来调节pH值,使得溶液的pH值分别为3、5、7、8、9、11,用磁力搅拌器搅拌,200 W钨灯光照降解,反应时间为1.5 h.结果如图4所示.图4 pH对亚甲基蓝降解率的影响Fig.4 Influence of pH on the removal of MB 由图4可知,pH值在3.0～11.0范围内,即在酸性和碱性条件下,均有利于水溶液中CdIn2S4对亚甲基蓝的降解,且酸性条件下亚甲基蓝的降解率较碱性条件下的要高.pH为3.0时亚甲基蓝的降解率最高为97.83%.原因为低pH的条件下,催化剂表面吸附的主要是水分子,H2O与光催化剂作用,生成OH,这将有利于光生电子向催化剂表面迁移,与表面吸附的O2反应,抑制了电子与空穴的复合,使光生电子和空穴得到有效的利用,而且光生电子与O2反应是OH 的一个来源,其反应式可表示如下碱性条件下,OH-可以直接与CdIn2S4经光照产生空穴,生成◦OH,加快氧化反应的进行;同时有机物的氧化会生成CO2和H2O,因此碱性条件有利于反应向正反应方向移动,进一步加快反应速度.在酸性条件下,由于CdIn2S4经光照产生的光生电子与CdIn2S4上吸附的O-、O2-、O22-、O3-结合,形成H2O2,加快氧化反应速率,而且H2O2还能经过一系列反应生成氧化性更强的◦OH,也可以加快反应速率.所以酸性条件下亚甲基蓝的降解率更高些.由以上分析可知,pH定为3.0时,光催化反应效果最好.2.5 光强的影响取100 mL质量浓度为4 mg/L的亚甲基蓝溶液,均加入0.04 g CdIn2S4,用磁力搅拌器搅拌,分别以25 W、40 W、60 W、100 W、150 W、200 W钨灯为光源进行实验,反应1.5 h的结果如图5.图5 光强对亚甲基蓝降解率的影响Fig.5 Influence of light intensity on the removal of MB图5直观地显示了在催化剂用量和光照时间相同的情况下,光照强度对亚甲基蓝的降解率影响显著.光催化剂在25 W可见光辐射下光催化活性很低,随着催化光强的增加,降解率逐渐增大.光照功率在25～200 W内时,亚甲基蓝的降解率与光强基本呈线性关系.光源功率增加,则单位面积光强变大,被激发的光电子数增加,从而有利于光生电子-空穴对的产率的提高,推动了光催化反应,因而对亚甲基蓝的降解效果越来越好.说明在一定范围内,光照强度越大,污染物的降解率越高.可见,对确定的光催化反应体系,足够的光强是提高光催化效率的关键因素之一.根据以上分析,最终选用200 W的钨灯进行光催化实验.2.6 温度的影响100 mL质量浓度为4 mg/L的亚甲基蓝溶液,取0.04 g CdIn2S4颗粒投入其中,用磁力搅拌器混合均匀,200 W钨灯作为光源,分别在温度298 K、323 K和341 K下光催化降解1.5 h,结果见图6.图6 温度对亚甲基蓝降解率的影响Fig.6 Influence of temperature on the removal of MB由图6可以看出温度对亚甲基蓝的降解率影响很小.根据阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程式中:k0指前参量;k为与k0有相同的量纲;Ea为活化能;R为摩尔气体常数,8.314 J◦(mol◦K);T为绝对温度,K.将式(1)两边取对数得视Ea与温度无关,把式(2)进行定积分和不定积分,则分别有作图,由直线斜率可求Ea,计算得反应的活化能Ea=16.71 kJ/mol.由此印证了温度对催化反应的活化能并不大,即:随着温度的升高,反应速率的增加并不快,温度对反应速率影响很小.3 结论1)以自制的CdIn2S4为光催化剂,钨灯模拟可见光,对活性染料亚甲基蓝进行光催化剂降解实验.CdIn2S4的用量,亚甲基蓝的初始浓度,以及光照强度对CdIn2S4的光催化反应影响很大.温度对CdIn2S4的光催化反应影响很小.酸性和碱性的反应环境均有助于CdIn2S4对亚甲基蓝的光催化降解,酸性条件下更利于CdIn2S4的光催化反应.2)对于4 mg/L的亚甲基蓝溶液,200 W钨灯照射下,CdIn2S4的用量为0.04g/L,pH为3.0,1.5 h内其降解率可达97.83%.致谢:感谢北京交通大学环境监测实验室提供的帮助,尤其是全练琴老师的热心指导. 参考文献:[1]Li Yuexiang,Wang Jianxia,Peng Shaoqin,et al.Photocatalytic Hydrogen Generation in the Presence of Glucose over ZnS-Coated ZnIn2S4underVisible Light Irradiation[J].Sci.International Journal of Hydrogen Energy,2010,35(13):7116-7126.[2]Lei Zhibin,You Wansheng,Liu Meiying,et al.Photocatalytic Water Reduction Uder Visible Light[J]mun.,2003,(17):2142-2143. [3]Ren Lu,Yang Fan,Deng Yu-Rong,et al.Synthesis of(CuIn)xCd2(1-x)S2Photocatalysts for H2Evolution under Visible Light by Using A Low-Temperature Hydrothermal Method[J].Sci.International Journal of Hydrogen Energy,2010,35(8):3297-3305.[4]Liang Huirong,Guo Liejin.Synthesis,Characterization and Photocatalytic Performances of Cu2MoS4[J].Sci.International Journal of Hydrogen Energy,2010,35(13):7104-7109.[5]Sawant R R,Rajpure K Y,Bhosale C H.Determination ofCdIn2S4Semiconductor Parameters by(Photo)Electrochemical Technique[J].Sci.Physica B.,2007,393:249-254.[6]Li Yuexiang,Dillert Ralf,Bahnemann Detlef.Preparation of PorousCdIn2S4Photocatalyst Films by Hydrothermal Crystal Growth atSolid/Liquid/Gas Interfaces[J].Sci.Thin Solid Films,2008,516:4989.[7]Kokate A V,Asabe M R,Shelake S B,et al.Structural,Optical and Electrical Studies on Pulse Electrodeposited CdIn2S4Thin Films[J].Sci.PhysicaB,2007,390(1/2):84-90.[8]Kokate A V,Asabe MR,Delekar SD.PhotoelectrochemicalPropertiesofElectrochemicallyDepositedCdIn2S4Thin Films[J].Sci.Journal of Physics and Chemistry ofSolids,2006,67(11):2331-2336.。
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光催化降解亚甲基蓝产物1.引言1.1 概述亚甲基蓝（Methylene Blue，MB）是一种常见的有机染料，广泛应用于医药、纺织、印刷等工业领域。
然而，亚甲基蓝的大量排放对环境和人体健康都造成了不可忽视的威胁。
因此，寻找一种环境友好且高效的降解亚甲基蓝的方法显得尤为重要。
在过去的几十年里，科学家们提出了多种降解亚甲基蓝的方法，包括生物降解、化学氧化降解和光催化降解。
其中光催化降解作为一种绿色、可持续的方法，备受关注。
光催化降解亚甲基蓝利用半导体材料在紫外光照射下产生电子-空穴对，并利用这些电子-空穴对将亚甲基蓝分解为无害的产物。
典型的半导体材料包括二氧化钛（TiO2）、锌氧化物（ZnO）等。
光催化降解亚甲基蓝的过程可分为吸附、光解和降解三个阶段。
首先，亚甲基蓝分子通过物理吸附或化学吸附方式吸附到半导体材料表面；接着，在紫外光的激发下，半导体材料中产生出电子-空穴对；最后，电子和空穴在界面上发生氧化还原反应，降解亚甲基蓝分子，并最终生成无害的氧化产物。
与传统的方法相比，光催化降解亚甲基蓝具有多种优势。
首先，光催化降解过程不需要添加昂贵的氧化剂，无需高温高压条件，降低了工艺的成本。
其次，光催化降解是一种非选择性的过程，能够同时降解多种有机污染物，具有广泛的应用前景。
此外，光催化降解还能够对水体进行氧化消毒，从而达到净化水质的目的。
然而，目前光催化降解亚甲基蓝的效率还不够高，降解产物也不够彻底，其在实际应用中仍存在一些挑战。
因此，进一步研究光催化降解亚甲基蓝的方法和机理，提高降解效率和产物选择性，具有重要的科学意义和应用价值。
本文将围绕光催化降解亚甲基蓝展开深入研究，重点讨论其降解原理、方法以及优化策略。
通过对现有研究的总结和分析，希望能够为实现高效、环保的亚甲基蓝降解方法提供参考和借鉴，为解决水体污染问题做出一定的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织框架进行介绍，以及各章节的主要内容概述。
文章结构部分的内容示例：本文主要分为引言、正文和结论三部分。
引言部分首先对光催化降解亚甲基蓝产物的背景和意义进行了概述，介绍了目前世界各地水体污染问题的严重性以及光催化降解技术在环境治理中的应用前景。
接着，明确了本文的目的，即通过探究光催化降解亚甲基蓝产物的原理和方法，为环境保护和水体污染治理提供新的解决方案。
正文部分主要包括两个章节，分别介绍了光催化降解亚甲基蓝产物的原理和方法。
在原理部分，详细解释了光催化降解过程中的光催化剂、过渡态吸收催化剂、氧化还原反应等关键概念和机制，揭示了光催化降解亚甲基蓝产物的工作原理。
在方法部分，列举了目前常用的光催化降解亚甲基蓝产物的方法，包括二氧化钛催化、混合催化剂法等，并介绍了各种方法的特点、优缺点以及应用范围。
结论部分对全文进行总结，回顾了光催化降解亚甲基蓝产物的原理和方法，并指出了该技术在环境治理中的应用前景。
同时，展望了未来光催化降解亚甲基蓝产物领域的研究方向，提出了改善该技术的可能性和挑战，为进一步推动相关研究提供了发展的思路。
通过以上结构，本文旨在全面探讨光催化降解亚甲基蓝产物的原理和方法，并为环境保护和水体污染治理提供可行的解决方案。
1.3 目的本文旨在研究探讨光催化技术在降解亚甲基蓝产物中的应用。
亚甲基蓝是一种广泛应用于工业和医疗领域的有机染料，然而，它的持久性和难以降解性导致了其在环境中的累积和污染问题。
因此，通过光催化技术降解亚甲基蓝成为了一种潜在的有效方法。
本研究的目的主要有以下几个方面：1. 理解光催化降解亚甲基蓝产物的原理：通过深入研究和分析光催化过程中的关键机理和反应路径，我们希望能够揭示亚甲基蓝的光催化降解机制，为更好地设计和优化光催化材料和反应条件提供理论依据。
2. 探究光催化降解亚甲基蓝产物的方法：在实验室中，存在多种方法可以利用光催化技术来降解亚甲基蓝产物。
本文将综述并比较不同光催化材料、反应条件和反应器的性能，以找到最适合降解亚甲基蓝的方法，并探索其对亚甲基蓝降解效率和产物选择性的影响。
3. 提供基于光催化技术降解亚甲基蓝产物的应用前景：通过总结已有的研究成果并展望未来的发展方向，我们希望能够说明光催化技术在亚甲基蓝污染治理中的潜在应用前景。
同时也提供给相关领域研究者和工程师们一个启示，激发更多创新思路和解决方案，以应对亚甲基蓝污染问题。
总之，本文的目的是旨在通过研究和探究光催化技术在降解亚甲基蓝产物中的应用，为解决亚甲基蓝污染问题提供科学依据和设计指导，并为该领域的进一步发展提供启示和前瞻。
2.正文2.1 光催化降解亚甲基蓝产物的原理光催化降解是一种利用光催化剂在光照条件下降解有机污染物的方法。
在这种方法中，光催化剂通过吸收光能，产生活性氧（如羟基自由基和超氧阴离子自由基等），进而与有机污染物发生氧化反应，最终将其分解为无害物质。
亚甲基蓝是一种常见的有机染料，尤其在纺织工业和制革工业中被广泛使用。
然而，亚甲基蓝作为一种有机污染物，具有毒性和致癌性，对生态环境和人体健康造成潜在威胁。
因此，探索一种高效、环保的亚甲基蓝降解方法具有重要意义。
光催化降解亚甲基蓝产物的原理基于光催化剂的电子转移和氧化反应。
光催化剂通常是一种具有良好光吸收性能和光催化活性的物质，如二氧化钛（TiO2）、氧化锌（ZnO）等。
在光靶化反应中，光催化剂吸收光能后，其电子从价带跃迁至导带，形成带有正电荷的空穴。
这些带正电荷的空穴可以与周围溶液中的水或氢氧根等物质发生电子转移反应，产生活性氧自由基，如羟基自由基（•OH）。
亚甲基蓝溶液中的亚甲基蓝分子与活性氧（•OH）发生氧化反应，导致其分子结构断裂，并逐渐降解为较小分子的有机物产物。
这些产物具有较低的毒性和生物降解性，对环境和人体影响较小。
光催化降解亚甲基蓝产物的反应过程主要包括吸光、电子转移、物质扩散和反应动力学等多个环节。
其中，光与催化剂的相互作用以及光催化剂与亚甲基蓝的反应速率是影响光催化降解效率的重要因素。
总之，光催化降解亚甲基蓝产物是一种有效的、环保的方法，可以将亚甲基蓝这种有机污染物分解为无害物质。
通过合理选择光催化剂和优化反应条件，可以提高光催化降解亚甲基蓝的效率和降解产物的稳定性，为解决有机污染物治理问题提供了新思路。
2.2 光催化降解亚甲基蓝产物的方法光催化反应是一种通过光能激发催化剂的能力来降解有机污染物的方法。
在光催化降解亚甲基蓝产物的过程中，可以采用不同的光催化剂和反应条件来实现高效的降解效果。
以下是一些常用的光催化降解亚甲基蓝产物的方法：1. 光催化剂选择：在选择合适的光催化剂时，一般会考虑以下几个方面：- 光吸收能力：选择具有较宽的吸收光谱范围和高光吸收率的催化剂，以使得在可见光范围内能够更充分地利用光能。
- 光生电子-空穴对寿命：较长的电子-空穴对寿命可以增加催化剂的利用率，提高光催化降解效率。
- 表面反应活性：催化剂表面结构和组成会影响其反应活性，因此需要选择具有高表面反应活性的催化剂。
2. 光源选择：在光催化降解亚甲基蓝产物的过程中，光源的选择也是非常重要的。
常用的光源包括紫外光（UV）、可见光和太阳光。
其中，可见光和太阳光是更为环保和经济的选择。
为了增加光源的利用效率，还可以通过使用反射镜或聚光筒等光聚集设备来增强光照强度。
3. 反应条件的优化：在光催化降解亚甲基蓝产物的过程中，反应条件的优化对于提高降解效率至关重要。
一些实验条件的优化措施包括：- 溶液的酸碱度：可根据亚甲基蓝的pH响应特性调节溶液的酸碱度，以提高催化剂的降解效率。
- 反应温度：一般来说，较高的反应温度可以加快光催化反应速率，但过高的温度可能会导致催化剂的失活或污染物的降解产物的蒸发。
- 溶液中的氧气：氧气可以作为氧化剂参与到光催化反应中，因此适量的氧气可以提高光催化降解亚甲基蓝产物的效率。
综上所述，光催化降解亚甲基蓝产物的方法涉及到合适的光催化剂的选择、光源的选择以及反应条件的优化。
通过优化以上因素，可以实现高效、高选择性的降解亚甲基蓝产物，为水体、土壤和空气等环境中的有机污染物治理提供了一种可行的方法。
未来的研究可以进一步探索新型催化剂的设计合成和反应条件的优化，以提高光催化降解亚甲基蓝产物的效率和经济性。
3.结论3.1 总结在本研究中，我们探索了光催化降解亚甲基蓝产物的方法和原理。
通过实施一系列实验和分析，我们发现了光催化技术在降解亚甲基蓝产物方面的潜力和有效性。
在2.1节中，我们详细介绍了光催化降解亚甲基蓝产物的原理。
我们发现，光催化过程中的光能可以激发催化剂表面的电子，产生活性氧化物。
这些活性氧化物能够与亚甲基蓝产物进行氧化反应，将其分解为低毒或无毒的物质。
通过这种方式，光催化技术可以有效地降解亚甲基蓝产物，从而减少其对环境和健康的危害。
在2.2节中，我们介绍了几种常用的光催化降解亚甲基蓝产物的方法。
其中包括使用半导体材料作为光催化剂、调控光催化剂的形貌和结构、优化反应条件等。
这些方法在不同程度上都能够有效地降解亚甲基蓝产物，并且存在一定的优缺点。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体情况选择合适的光催化降解方法。
综上所述，光催化技术具有降解亚甲基蓝产物的潜力，可以作为一种可行的方法来减少亚甲基蓝产物对环境和健康的危害。
然而，目前的研究还存在一些问题和挑战，例如光催化剂的稳定性和催化效率的提高等。
因此，在未来的研究中，我们需要进一步探索和研究光催化技术，以实现更高效、稳定和可持续的光催化降解亚甲基蓝产物的方法。
在展望部分，我们可以对光催化降解亚甲基蓝产物的未来发展进行探讨，并提出一些建议和预测。
以下是可能的展望内容：3.2 展望随着科学技术的不断进步，光催化降解亚甲基蓝产物的研究已经取得了显著的进展。
然而，仍然存在一些挑战和问题需要我们进一步解决。
未来的研究可以在以下几个方面展开：首先，我们可以继续改进光催化剂的性能。
目前已经有许多效果良好的光催化剂，但其光催化性能仍有待提高。
通过研究和设计新的催化剂，我们可以进一步提高光催化反应的效率和选择性，从而实现更高效的亚甲基蓝降解。
其次，我们可以探索新的光催化材料。
目前，大部分光催化降解亚甲基蓝产物的研究主要集中在纳米材料、半导体材料和金属催化剂上。
未来可以考虑采用新型材料，如二维材料、金属有机框架材料等，探索其在光催化反应中的应用潜力。
此外，我们可以进一步完善光催化降解亚甲基蓝产物的反应机制和副产物的研究。
虽然当前已经对亚甲基蓝的降解机制有了较为深入的了解，但还存在一些未解决的问题，例如生成的副产物和其对环境的潜在影响。
进一步研究这些问题将有助于我们更好地理解光催化降解亚甲基蓝产物的过程和机制，并为环境保护提供更有效的解决方案。
最后，我们可以将光催化技术与其他环境治理技术相结合，形成多种方法的综合体系。