光催化降解亚甲基蓝染料
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。
光催化降解亚甲基蓝产物
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。
不同光源对光催化降解亚甲基蓝的影响
不同光源对光催化降解亚甲基蓝的影响
本文将以亚甲基蓝（methylene blue,MB）为研究对象，分析不同光源对光催化降解MB的影响。
一、MB的特点
1. 亚甲基蓝是一种常见的染料，具有良好的可溶性和均匀性，用于染色和抑菌。
2. MB也能被用于催化光降解，其反应机理表明它能降解空气中某些微量污染物，如挥发性有机物和氮氧化物等。
二、不同光源对MB的作用
1. 紫外光：紫外光被认为是特别有效的一种光源，它能够激活MB的反应，促进分子聚合，增强其光催化效果。
2. 红外光：红外光能打破MB分子键，将双键分离出来，从而增加氧化速率，助力光催化剂的抗氧化能力。
3. 可见光：可见光能将MB和氧化剂的密度增加，同时促使氧化剂的聚合，以激活分子反应，增强降解过程的效率。
三、比较分析
1. 不同光源对MB的影响：紫外光可以加速MB的光催化，红外光能够分离MB的双键，可见光提升氧化剂的聚合效率，均能促进降解速度和效率。
2. 三种光源对MB环境应用的影响：紫外光对于有毒污染物有很强的降解效果，但其易受到大气环境影响，减弱衰减，因此紫外线的使用应受到加以控制；红外光广泛分布在自然环境，用于太阳能光催化降解MB效率较低；可见光有着明显的降解效果、低凝固浓度，可以在室内获得更丰富的资源，具有更高的使用性和安全性。
四、结论
从上文可以看出，不同光源对MB的光催化降解有着不同的影响：紫外光拥有最强的降解效果，但受环境影响大；红外光有着广泛分布，但降解效率较低；可见光在室内获取较多资源，且拥有更高的使用性和安全性。
对此，应该结合特定的实际应用场景，采取恰当的光源来促进MB的光催化降解。
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。
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。
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纳米片的合成
G-C3N4纳米片是一种由具有高结晶度的有机聚合物构成的纳米结构材料。
其合成通常采用两步法：首先是利用一种类似于模板法的策略来制备高度有序的二聚体，然后通过高温热解的方法将其转化为纳米片。
具体地说，制备高度有序的二聚体的方法是将三聚氰胺和某些含有官能团（如羧酸）的化合物混合在一起，并在二氧化硅表面进行聚合反应。
这样就能制得具有相对规则排列的二聚体。
接下来，通过控制热解温度和时间，可以将这些二聚体转化为G-C3N4纳米片。
可见光催化降解亚甲基蓝
G-C3N4纳米片是一种具有良好的可见光催化性能的材料，可以用于降解有害化学物质。
其中，亚甲基蓝是一种常见的有机染料，被广泛用于纺织、造纸和印刷等行业，但其也会污染环境和危害人类健康。
G-C3N4纳米片的可见光催化降解亚甲基蓝的机理是利用其内部的π共轭系统吸收可见光并产生电子和空穴，从而加速亚甲基蓝分子的氧化反应。
此外，添加过硫酸铵等氧化剂也可以提高这种催化剂的降解效果。
总的来说，G-C3N4纳米片是一种具有重要应用潜力的纳米材料，在环境治理和能源领域方面具有广泛的应用前景。
分子筛／Fenton试剂协同光催化降解亚甲基蓝
降低 了 Ｆ ２ ｅ 的用 量 ， 且提 高 了Ｈ０的利用 率 ， 可 拓展 其 适用 范 围． 普通 的均 相 光助 Ｆｎｏ ＋ 而 ２： 并 但 ｅｔ ｎ法仍 存在 很多缺 陷 ， ： 行成 本 高 、 利用 效 率低 、 次 污染 等 问题 ， 如 运 光 二 因此 ， 如何 对光 助 Ｆｎｏ ｅｔ ｎ技术进 行 改进 ， 仍
１ 实验部 分
１１ 试剂 与仪 器 ． Ｈ０ （０ 分 析纯 ， ２ ３ ％， 使用 时配 成 ３ｍ饥 的ＨＯ溶液 ）七 水 合 硫酸 亚铁 （ 析纯 ， 用 时配 成 ８ ｇＬ ｚ： ； 分 使 ０ｍ ／ 的 ＦＳ ｅＯ 溶液 ）亚 甲基 蓝 （ ； 指示剂 ， 用 时配成 ５ ｇＬ的亚 甲基 蓝 染料 溶液 ）Ｚ Ｍ一 使 ０ｍ ／ ；Ｓ ５分 子筛 （ 型 ， Ｈ 硅
量 取 １ ０ｍｓ ＯｍＬ５ ／ Ｌ的亚 甲基 蓝溶 液 ， 入 到 ３ 加 ０ｍＬ的蒸 馏 水 中 ， 拌 均匀 后 ， ＮａＨ 和 ＨＣ 溶 搅 用 Ｏ ｌ
液调 节至 一定 的 ｐ Ｈ值 ； 加入 一定 量的 Ｚ Ｍ－ 再 Ｓ ５分 子筛 和 Ｆ ｎｏ 剂 ， 拌 ， 自制的 间歇式 可见 光光 ｅｔ ｎ试 搅 于
关键 词 ： 亚 甲基 蓝 ；Ｓ ５分 子 筛 ；ｅ ｔ Ｚ Ｍ一 Ｆｎｏ ｎ试 剂 ； 见 光 ； 催化 可 光
中图分类号 ： Ｔ ２ ． Ｑ４４ ５ ２
文献标码 ： Ａ
文章编号 ： ２ ９ — ４ １（ １１ ３ ０４ － ３ ０５２８ ２ １０—２７０ Ｏ
Ｆ ｎ ｎ试 剂 法 对去 除 高浓 度 、 降解 有 机废 水 中有 机物 具 有 独特 的优 势【１ 年 来 ， 内外 科研 人 ｅｔ ｏ 难 ． ２近 国
讨 了体 系 初 始 ｐ Ｈ值 、Ｓ ５分 子 筛 的投 加 量 、 ０ 溶 液 的 投 入 量 、ｅＯ 溶 液 的 投 入量 和光 照 时 间等 因素 对 Ｚ Ｍ一 Ｈ’： ＦＳ 染 料 溶 液 处 理 效 果 的 影 响 ． 果 表 明 ， 量 浓 度 为 ３ｍＵＬ的 Ｈ ２ 液 的 投 入量 为 １ｍ ， 结 质 溶 Ｌ 质量 浓 度 为 ８ ／ ０ｍｇ Ｌ
综合实验-TiO2光催化降解亚甲基兰(修正)
TiO2光催化降解亚甲基蓝[目的要求]了解光催化降解有机污染物的基本原理掌握用分光光度法测定有机污染浓度的方法绘制光催化降解有机污染物反应的动力学曲线[仪器与药品]光催化反应装置，日本岛津UV－2550型紫外－可见光谱仪，1 L容量瓶（1个），10 mL移液管（1支），洗耳球（一个），100 mL烧杯（一个），TiO2粉末，亚甲基蓝（分析纯）。
[背景及原理]环境污染的控制与治理是人类21世纪面临和亟待解决的重大课题。
在众多环境污染治理技术中，半导体光催化技术以其室温深度氧化、可直接利用太阳光作为光源来活化催化剂、驱动氧化－还原反应等独特性能成为一种理想的环境污染处理技术。
研究表明，以TiO2为主的半导体光催化技术能将烷烃、脂肪族化合物、醇、脂肪酸、烯烃、苯系物、芳香羧酸、染料、卤代烃、卤代烯烃、表面活性剂、杀虫剂等有机物污染物矿化分解；能将无机重金属离子（Pt4+、Au3+、Rh3+、Cr6+等）还原沉淀净化；同时TiO2还具有化学稳定性高、价廉、安全无毒等优点。
以典型的半导体氧化物TiO2为例，其光催化降解有机污染物的一般原理如下：在紫外光辐照下（hv≥ 3.2 eV），TiO2体内产生光生电子－空穴对(式1)，光生电子和空穴经分离、迁移至TiO2表面。
光生空穴具有较强氧化性，可氧化活化TiO2的表面羟基，生成羟基自由基(式2)；而光生电子具有还原性，可使TiO2表面的吸附氧因接受光生电子而被还原，生成氧自由基(式3)。
由于羟基自由基和氧自由基能氧化大多数的有机物，可将有机物氧化矿化成CO2和H2O，即达到深度氧化降解有机污染物的目的(式4)。
TiO2 (UV-irradiated) → e¯+ h+(1)OH¯ + h+→ ·OH (2)O2 + e¯ → O2˙¯ (3) ·OH (and/or O2˙¯) + Organic Compounds → CO2 + H2O (4)本实验采用亚甲基蓝为模型反应物，TiO2光催化降解亚甲基蓝的过程中，亚甲基蓝溶液的浓度变化采用分光光度计测试分析。
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。
掺杂型纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝
文献 标 识 码 ：Ａ
ＰＨＯＴＯＣＡＴＡＬ ＹＴＩ Ｃ ＤＥＧＲＡＤＡＴＩ ＯＮ ＯＦ ＭＥＴＨＹＬ ＥＮＥ ＢＬ ＵＥ Ｓ ＯＬ ＵＴ ＯＮ Ｉ ＢＹ ＤＯＰＥＤ ＮＡＮＯ— ｉ Ｔ Ｏ２
ＷＡＮＧ Ｊ ｎ ｙ ｎ ｉｇ— ｕ
王 景 芸
（ 宁 石 油 化 工 大 学 职 业 技 术 学 院 ， 宁抚 顺 Ｉ ３ ０ ） 辽 辽 ｌ ０ １
摘 要 ： 印染废水 的治理是水系环境治理的重点 ， 而亚 甲基蓝是 印染废水中典型的有机污染物。本论
文 选用 掺 杂 铁 、 、 和 锌 等 离 子 的纳 米 ＴＯ 钒 硅 ｉ ，作 为 光 催 化 剂 对 亚 甲基 蓝 进 行 降 解 研 究 。 焙 烧 温 度 与 光
ｎ ｎ Ｔ Ｏ２ ｄ ｐ ｄ Ｆ ， ａ ｏ— ｉ ｏ ｅ ｅ Ｖ’
，
Ｓｉ ａ ｄ Ｚｎ ａ ｏｏ ａａｙ ｔ．Ｃａｃ ｎｎｇｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｏ ａ ｅ ｆｐ ｏｏ ａ ａｙ ｔ ｆ ｎ ｓｐｈ ｔｃ ｔ ｌｓｓ ｌ ｉ ｉ ｅ ｅ ａｕ ｅａ ｄ ｄ ｓ ｇ ｓｏ ｈ ｔ ｃ ｔｌｓｓａ－
ｍｅ ｔ Ｍ ｅｈ ｌ ｎ ｌ ｅ ｉ ｈ ｙ ｉａ ｒ ａ ｉ ｏ ｌ ａ ｔｉ ｙ ｉｇ ｗａ ｔ ｔ ｒ Ｍ ｅｈ ｌ ｎ ｌ ｅ ｓ ｌ ｔｏ ｓ ｄ ｇ ａ ｅ ｙ ｎ ． ｔ ｙｅ ｅ ｂ ｕ ｓｔ ｅｔ ｐ ｃ ｌｏ ｇ ｎｃ ｐ ｌ ｕｔｎ ｎ ｄ ｅｎ ｓｅｗａｅ ． ｔ ｙｅ ｅ ｂ ｕ ｏｕ ｉｎ ｉ ｅ ｒｄ ｄ ｂ
深度 的氧化 过 程 具 有 如 下优 点 ： １ 能 使有 机 物 质 （） 完全分 解 而不 产 生 二 次 污染 ； ２ 可 以 在 常压 下 操 （） 作， 减少 了操作 困难 ；３ 不需 要 大量 消耗 除 光 以外 （） 的其他 物质 ， 以降 低 能耗 和 原 材 料 的消 耗 。ＴＯ 可 ｉ
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
光催化降解亚甲基蓝废水的研究
１ 实验部分 １．１ 主要仪器和试剂
空气压缩机（０．２ＯＰ－５５１），分析天平（上海精科天平），ＣＤ －ＢＤＤＳＳｉｇｎａｌＧｅｎｅｒａｔｏｒ（信号发生器），Ｈ２０５０Ｒ－１离心机（湖 南相仪实验室仪器开发有限公司），ＴＵ－１９０１双光束紫外可见 分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）亚甲基蓝（分析 纯，国药集团化学试剂有限公司），德国 Ｐ２５纳米二氧化钛（北 京安特普纳有限公司），氢 氧 化 钠 （分 析 纯，上 海 苏 懿 化 学 试 剂 有限公司）。
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＰｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃＤｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆＭｅｔｈｙｌｅｎｅＢｌｕｅＳｏｌｕｔｉｏｎ
ＹａｎＹａｎ
（ＸｕｚｈｏｕＶｏｃａｔｉｏｎａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１０００，Ｃｈｉｎａ）
１．２ 实验方法
利用自制的光催化反应器，根据实验设计，取 １２５ｍＬ亚甲 基蓝溶液，加入一定量的 ＴｉＯ２和 Ｈ２Ｏ２，用恒温循环水控制反应 体系温度为 ３０℃，外加交变磁场，反应一定时间后取样，放入高 速离心机中，以 １４０００ｒ／ｍｉｎ离心 ８ｍｉｎ，取上层清液过滤后测定 亚甲基蓝的吸光度值，计算其降解率。
第 ４期
闫 艳：光催化降解亚甲基蓝废水的研究
·１４７·
光催化降解亚甲基蓝废水的研究
闫 艳
（徐州生物工程职业技术学院 生物工程系，江苏 徐州 ２２１０００）
光催化降解三种模拟染料
亚甲蓝还具有氧化 性，可以氧化一些 还原性较强的物质， 例如葡萄糖或锌， 自身被还原成无色 的还原态亚甲蓝 （有人称亚甲基 白）。在被还原后， 还原态的亚甲蓝便 具有一定的还原性， 可以被一些氧化性 物质，如空气中的 氧氧化，又生成氧 化态的蓝色亚甲蓝。
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化工学院生物工程 2. 甲基橙
结构式命名是对二甲基氨基偶氮苯磺酸钠或4-((4-（二甲氨基） 苯基)偶氮基)苯磺酸钠盐，显碱性。 在中性或碱性溶液中是以磺酸钠盐的形式存在，在酸性溶液 中转化为磺酸，这样酸性的磺酸基就与分子内的碱性二甲氨 基形成对二甲氨基苯基偶氮苯磺酸的内盐型式（成对醌结 构），成为一个含有对位醌式结构的共轭体系，所以颜色随 之改变。其浓度为0.1%的水溶液pH为3.1（红）～4.4（黄）。
亚甲基蓝（化学式：C₁₆H₁₈ClN₃S，分子量：319.86）， 3,7-双（二甲氨基）吩噻嗪-5-鎓氯化物，是一种吩噻 嗪盐，正电荷不稳定。外观为深绿色青铜光泽结晶 （三水合物），熔点215 ℃ ，闪点14℃，密度1g/mL。 可溶于水，乙醇，不溶于醚类。亚甲基蓝在空气中较 稳定，其水溶液呈碱性，有毒。
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甲基橙的变色范围是pH<3.1时变红，3.1~4.4时呈橙 色，pH>4.4时变黄。
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3. 碱性品红
分子式：C20H20ClN3 分子量：337.85 绿色金属光泽结晶，溶于乙醇和戊醇，微溶于水， 溶液呈红色，最大吸收波长543nm。
二氧化钛光催化降解亚甲基蓝
20
2.3
10
30
60
90
120
150
t/min
图 2 无光催化剂存在时亚甲基蓝降解率随时间的变化
图 2 表明，在无催化剂的条件下，亚甲基蓝的 降解速度很慢， 光照 150 分钟， 降解率只有 10.08%。 这是因为本实验体系没有光催化剂参与，不能产生 光生电子和空穴，所以不能通过氧化分解除去水中 的有机物。 TiO2 光催化剂用量对亚甲基蓝降解率的影响 取 50 mL 浓度为 10 mg/L 亚甲基蓝水溶液，分 别加入不同质量的 TiO2 粉末，在紫外光下照射 60 分钟后，测定亚甲基蓝的降解率，考察 TiO2 光催化 剂的用量对亚甲基的降解速率的影响，结果如图 3 所示。
1.2.2 实验步骤 将制备的 TiO2 粉末加入到 50 mL 一定浓度的亚 甲基蓝溶液中，再将反应液放置于玻璃反应器中， 搅拌并光照一段时间后，取上层液离心后放置于 721 型分光光度计中，测量吸光度 At。根据吸光度 的变化求得亚甲基蓝的降解率，即降解率=（A0-At） /A0×100%（其中: A0, 降解前原亚甲基蓝溶液的吸 光度；At，降解后亚甲基蓝溶液的吸光度） 。
亚甲基蓝的降解率(%)
M
90 85 80 75 70 65 60 0 10 20 30 40 50 60
亚甲基蓝的初始浓度(mg/L)
图 5 亚甲基蓝的初始浓度对亚甲基蓝降解率的影响
290
辽
宁
化
工
2016 年 3 月
从图 5 可以看出亚甲蓝的初始浓度对降解率有 很大影响，降解率随着溶液的浓度增大而减小，这 是因为随着亚甲基蓝初始浓度提高，亚甲基蓝分子 [8] 吸附催化剂表面，影响催化剂对光的吸收 ；另外， 浓度过大，导致溶液色度增大，造成溶液透光率下 [9] 降，使 TiO2 对光吸收受阻 ，从而减小反应速率； 同时，随着浓度变大，溶解在水中的氧不充分，会 [10] 抑制降解反应的进行 。在本实验条件下，当亚甲 基蓝的初始浓度为 10 mg/L 时，降解率为 90.96%。 光照对亚甲基催化降解的影响 取 10 mg/L 的亚甲基蓝，在亚甲蓝溶液中加入 0.05 g TiO2 粉末，分别在紫外灯和自然光下照射一 定时间后， 测亚甲基蓝的降解率， 结果如图 6 所示。 2.5
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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。
而且杂原子并不一定就使环不稳定吧，更不能说两个杂原子就一定比一个杂原子更不稳定吧。
不过有机的东西了解不深，欢迎讨论:):)
综合上述讨论，结论如下：
1、文献实验证明TiO2光催化降解MB以脱甲基方式降解，其结果以UV-vis最直接表现是主吸收峰的蓝移。
2、MB吸收峰蓝移不能说明是光催化机理或光敏化机理
3、MB光敏机理以什么样方式进行需要进一步文献支持或实验证实
表观一级反应速率常数和半衰期to. 的确定配制亚甲基蓝染料溶液的初始浓度分别为5mg／L、10 mg／L 15 mg／L、20 mg／L 30 mg／L、12mg／L、24 mg／L，其中12 mg／L、24 mg／L的数据用于模型的验证，其余数据用于模型的分析。
用如图1所示的反应装置进行光催化反应，以亚甲基蓝染料溶液浓度C，对光照时间t作图（见图2），考察其光催化氧化反应速率常数K 和半衰期t 。
由图2可知：C 与光照时间t之间存在较好的线性关系，说明不同初始浓度的亚甲基蓝染料溶液的光催化降解符合一级反应动力学规律。
根据一级反应的动力学方程In（Co／c ）一K t，以ln（C。
／c ）对光照时间t作图（见图3），并利用最小二乘法进行线性拟合，求得不同初始浓度的亚甲基蓝染料溶液的一级反应动力学方程及相应的表观一级反应的速率常数K 、半衰期周期。
（3）本系统反应速率遵从多相催化动力学方程——Langmuir-Hinshelwood方程，用线性回归法求得反应速率常数K 为0.2544 mg／（L·rain），吸附平衡常数K 为0.4474 mg ·L，并可求得不同初始浓度亚甲基蓝染
料的半衰期￡。
；动力学方程求出的理论值与试验值能较好地吻合。
催化剂用量与光催化降解速率之间的关系
是复杂的。
其光催化降解速率可能不仅跟催化剂与
被降解物质之间的接触面积有关, 还与照射光的透
过率, 催化剂光生电子浓度等有关。
目前研究表明, 非金属元素( 主要是氮) 掺杂的二氧化钛能够使初始吸收边向低能级
方向偏移, 有效利用可见光, 提高可见光催化活性. 但是非金属元素掺杂也存在一些问
题, 例如在二氧化钛中单一掺杂氮后, 电荷平衡受到破坏, 催化剂存在着抗光蚀、抗氧化
还原和耐酸碱性等稳定性和使用寿命的问题, 而且在紫外光下活性不高. 而金属元素掺
杂二氧化钛通常有稳定性差、能作为电子 空穴复合中心, 在一定程度上降低了光利用效
率等缺点. 如果将非金属与金属元素( 主要是过渡金属和稀土金属) 同时进行掺杂, 可以
保持电荷的平衡, 提高催化剂的稳定性, 使催化剂在紫外光和可见光下均具有较高的活性.
当纳米催化剂用量达到一定量( 20 mg)时, 由于增加催化剂粒子后, 催化
剂微粒表面没有足够的MB分子吸附, 即可被吸附的MB分子数目相对不足。
也就是说, 催化剂总表面积增大, 而溶液中可被吸附的MB分子数目没变, 故催化剂用量达到一定数量, 有些催化剂表面并没有参与光催
化反应, 表现为光降解速率增量趋缓。
另一方面, 催化剂用量增大会引起光散射作用增强, 从而导致光利用
率的降低[ 5]。
[ 5 ] Duonghong D, Ramsden J, GratzelM. Photocatalyt ic p erforman ce of nanos ize T iO2 coated on foam metal subs trate[ J]. J Am Ch em Soc, 1982, 104:
2977.。