纳米四氧化三铁降解亚甲基蓝的研究
Fe3O4＠SiO2-TiO2磁性介孔复合材料光催化降解亚甲基蓝的性能研究
Fe3O4＠SiO2-TiO2磁性介孔复合材料光催化降解亚甲基蓝的性能研究谢焕玲;贺卫;陈格;全学军;杨桔材【摘要】染料废水处理是水污染治理中非常重要内容之一，针对染料废水带有极高的色度、可生化性差和含“三致”物等特点。
本文采用水热法制备复合材料用于染料废水处理。
通过XRD、T EM、SBET 等表征手段证实制备材料为核-壳Fe3 O4＠ SiO2-T iO2复合材料。
将此材料用于染料废水处理，选用亚甲基蓝（Methylene Blue ，简称MB）作为染料废水典型目标物，测定催化剂Ti：Si摩尔比、催化剂用量、染料溶液pH值和催化剂重复利用对染料废水降解效果影响。
研究结果表明，染料废水浓度为14mg/L ，双氧水用量为2mL ，催化剂用量为2g/L ，脱色90min时，溶液脱色率能达到98．6％。
催化剂重复使用4次，其脱色效果仍然保持在90％左右。
由此可见，用此方法制备的核-壳材料是比较有效且实用的一种染料废水处理非均相Fenton催化剂。
%Dyestuff textile wastewater treatment has become a research hotspot due to it ’s high chroma ,poor biodegradability ,and low toxicity characteristics .In this paper ,we have synthesized composite materials by hydrothermal methods .Core-shell Fe3 O4@ SiO2 -TiO2 materials were charac-terized by XRD ,TEM and so on .This materials have been applied to dye wastewater treatment . Methylene blue was used as typical target of dye wastewater .Degradation effects of dye wastewater were determined by catalyst with different Ti :Si molar ratios ,amount of catalyst ,pH value of the dye solution and catalyst reuse . A serious of results of study show that decolorization ratios of dye wastewater arrived at 98 .6% under optimalconditions .When catalysts were reused for 4 times ,it’s decolorization ratios were maintained at about 90% . Therefore , this materials synthesized by this methods is an effective and practical dye wastewater treatment catalysts .【期刊名称】《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】7页(P25-31)【关键词】Fe3O4SiO2-TiO2;水热合成法;亚甲基蓝;染料废水处理;脱色率【作者】谢焕玲;贺卫;陈格;全学军;杨桔材【作者单位】重庆理工大学化学化工学院，重庆 400054;重庆理工大学化学化工学院，重庆 400054;重庆理工大学化学化工学院，重庆 400054;重庆理工大学化学化工学院，重庆 400054;内蒙古工业大学能源与动力工程学院，呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TQ426.940 引言随着染料纺织工业的迅猛发展，染料纺织废水排放量急剧增加。
纳米Fe_(3)O_(4)的制备及其催化的非均相Fenton高效降解亚甲基蓝
纳米Fe_(3)O_(4)的制备及其催化的非均相Fenton高效降解
亚甲基蓝
杨鹏辉;敬思怡;张静蕾;春炜龙;高雨如;杨菲
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2022(51)6
【摘要】通过易于工业化的共沉淀法制备了纳米Fe_(3)O_(4)非均相Fenton催化剂,用粉末X射线衍射和红外光谱对催化剂进行了表征。
考察了H_(2)O_(2)加量和pH值对纳米Fe_(3)O_(4)催化的非均相Fenton氧化降解亚甲基蓝效果的影响及催化剂的稳定性,讨论了反应机理。
结果表明,该催化剂可高效催化H_(2)O_(2)降解染料废水,H_(2)O_(2)用量少,pH适应范围广,效果好。
催化剂在实验条件下溶出率小,稳定性好,循环使用5次,亚甲基蓝去除率仍可达到90%以上。
降解反应以纳米Fe_(3)O_(4)表面上的非均相Fenton氧化反应为主。
【总页数】4页(P1705-1708)
【作者】杨鹏辉;敬思怡;张静蕾;春炜龙;高雨如;杨菲
【作者单位】西安石油大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ138.11;TQ426;X703.1
【相关文献】
1.非均相UV/Fenton光催化降解亚甲基蓝染料废水
2.非均相Fenton催化剂
Fe3O4降解亚甲基蓝3.Fe3O4@SiO2微球作为非均相Fenton催化剂结合超声降
解亚甲基蓝模拟废水4.非均相类Fenton纳米催化剂α-Fe2O3-Co3O4的制备及降解亚甲基蓝模拟废水研究5.磁性非均相Fe_(3)O_(4)/Si-FeOOH复合材料催化降解处理亚甲基蓝废水
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纳米铁镍复合材料对水中亚甲基蓝的去除研究
基蓝溶液,用紫外分光光度计测定其最佳波长,并逐一测定其吸光度,模拟亚甲基蓝的标准曲线,以备待用。
（2）亚甲基蓝的去除试验。
以50mL的锥形瓶为反应容器,称取50mg的纳米铁镍复合材料,考察不同反应条件下的亚甲基蓝溶液的去除效果,包括初始pH、初始亚甲基蓝的浓度和振荡时间。
将锥形瓶放于恒温振荡箱中,以200r/min,25℃恒温振荡120min,离心分离,取上清液,用紫外分光光度计在664nm波长下测定亚甲基蓝的浓度,计算去除量q e:q e=P=×100%(C0-C e)V(C0-C e)m C0式中:C为去除前亚甲基蓝的浓度(mg/L);C e为去除后亚甲基蓝的浓度(mg/L);V为取亚甲基蓝溶液的体积(mL);m为纳米铁镍双金属复合材料的质量(mg);q e为去除量(mg/g);P为去除率(%)。
3 结果与讨论3.1 影响纳米铁镍复合材料去除亚甲基蓝的因素（1）亚甲基蓝溶液的初始pH值的影响。
取10mL初始浓度为200mg/L的亚甲基蓝溶液,调节初始pH分别为3、5、7、9、11,反应后,亚甲基蓝的去除效果如图所示:图2 不同初始pH对Fe-Ni去除MB的影响由图2可知,随着亚甲基蓝溶液初始pH的增大,复合材料对其的去除量与去除率呈先增大再减小的趋势。
当pH=3～5时,复合材料对亚甲基蓝的去除率逐渐增大;pH=5时,复合材料对亚甲基蓝的去除率达到最大,即为88.71%;当pH=5～11,复合材料对亚甲基蓝的去除率逐渐减小。
可能是由于随着初始pH的增大,溶液中的H+与OH-的含量有关,弱酸环境下更有利于复合材料对亚甲基蓝的去除。
（2）亚甲基蓝溶液的初始浓度的影响。
取10mL初始浓度分别为25mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L、300mg/L、500mg/L的亚甲基蓝溶液,反应120min后,亚甲基蓝的去除效果如下:由图3可知,亚甲基蓝溶液初始浓度的不同,复合材料对亚甲基蓝的去除效果也不相同。
Fe3O4纤维素磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附性能研究
第 １期
（２０１７１０１） 作者简介：赖金花（１９９５－），女，江西瑞金人，在读硕士，师从尹笃林教授、刘贤响副教授，从事有机催化方面研究。电话：
１８３９０９４８０５７，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌａｉｊｈ０＠１２６．ｃｏｍ 通讯联系人：刘贤响，博士，副教授，硕士生导师，主要从事生物质材料的研究。电话：０７３１－８８８７２５７６，Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｘｘ＠ｈｕｎ
第 ４８卷第 １期 ２０１９年 １月
应 用 化 工 ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１９
Ｆｅ３Ｏ４ ／纤维素磁性纳米材料对亚甲基蓝的 吸附性能研究
赖金花，刘凯，杨聪，陶玉婷，吴迪，刘贤响
（湖南师范大学 化学化工学院 石化新材料与资源精细利用国家地方联合工程实验室，湖南 长沙 ４１００８１）
磁 性 纳 米 复 合 物 （ＭＮＣｓ）具 有 磁 性 强、比 表 面 积大等特点，作为吸附剂用于废水的净化逐渐得到 了国内外 学 者 的 高 度 关 注 ［１７］。 ＭＮＣｓ吸 附 剂 是 通 过在磁性纳米颗粒（ＭＮＰｓ）的表面修饰或包裹聚合
物［８］、表面活性剂［９］、贵金属［１０］和无机氧化物 等 ［１１］ 得到的。
摘 要：以纤维素和氯化亚铁为 主 要 原 料，制 备 了 一 种 新 型 的 磁 性 纳 米 复 合 材 料，用 于 吸 附 水 溶 液 中 的 亚 甲 基 蓝，探索了 Ｆｅ３Ｏ４ 与纤维素的质量比、反应时间、吸附剂用量、亚甲基蓝初始浓度等对材料吸附性能的影响。结 果表明，Ｆｅ３Ｏ４／纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的最佳条件为：２ｍＬ初始浓度 １０ｍｇ／Ｌ的亚甲基蓝废水，Ｆｅ３Ｏ４／纤 维素质量比为 １∶８，吸附剂用量为 ８ｍｇ，吸附反应时间为 １０ｍｉｎ。在此条件下，Ｆｅ３Ｏ４／纤维素复合材料对亚甲基 蓝的去除率可达 ９１％。Ｆｅ３Ｏ４／纤维素复合材料吸附亚甲基蓝的过程符合 Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型。该新型复合材料的吸 附性 能 和 磁 性 能 有 力 的 结 合 ，使 其 具 有 易 分 离 、易 回 收 且 能 够 循 环 利 用 的 特 点 。 同 时 ，该 材 料 制 作 成 本 低 、适 宜 大规模生产。 关键词：四氧化三铁；纤维素；吸附；亚甲基蓝 中图分类号：ＴＱ２５１．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－３２０６（２０１９）０１－００６８－０４
g-C3N4纳米片的合成及可见光催化降解亚甲基蓝
第30卷第4期2018年8月沈阳大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e)V o l.30,N o.4 A g u.2018文章编号:2095-5456(2018)04-0263-05g-C3N4纳米片的合成及可见光催化降解亚甲基蓝李锋,李长鸣,吕畅,杨在兴,李洪仁(沈阳大学师范学院,辽宁沈阳110044)摘要:以柠檬酸钠和尿素为前驱体,采用低温固相合成技术,制备了石墨氮化碳(g-C3N4)光催化剂.利用X射线衍射(X R D)㊁透射电子显微镜(T E M)㊁紫外-可见光吸收光谱(U V-v i s)㊁光致发光光谱(P L)㊁光电流响应及电化学阻抗谱(E I S)等对光催化剂的结构和性能进行了表征.结果表明:制备的g-C3N4呈片状形貌,尺寸小于50n m,具有较高的光生电子空穴分离效率.在H2O2助催化剂辅助下,可见光照射120m i n,g-C3N4纳米片催化剂对10m g㊃L-1亚甲基蓝(M B)溶液的降解率达到95.4%.荧光光谱法表征结果表明降解过程中有羟基自由基生成.关键词:C3N4纳米片;可见光响应;光降解;亚甲基蓝中图分类号:O643.3文献标志码:A水资源的质量与人类生活息息相关,水污染给人类健康带来了巨大的危害.水污染的有效治理是人类需要共同面对的重要问题,特别是印染㊁制药工业产生的大量有机污染物废水,应用传统的生物降解和絮凝沉降等水处理技术很难彻底治理.应用半导体光催化氧化技术降解水体中的有机污染物是一种高效节能的水污染处理技术.该技术在光照作用下,在常温下就能够将水中的有机污染物转换为对环境友好的二氧化碳和水,且不产生二次污染,从而解决环境污染问题.因此,光催化技术被认为是能够解决环境污染问题最有效手段之一.光催化技术的关键是光催化剂,但是,常用的光催化剂如T i O2㊁C d S等,存在着可见光利用率低,光生电子空穴复合率高,催化效率低等难以克服的缺点[13].石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新型半导体光催化剂,其禁带宽度约为2.7e V,具有可见光吸收能力,是一种典型的可见光响应半导体材料.g-C3N4作为一类特殊的富氮碳基化合物,因其特殊的能带和电子结构,在去除环境污染物㊁光解水制氢等领域表现出优异的催化性能[46].近年来,g-C3N4已经成为功能材料研究领域的热点.固相煅烧热聚合法是目前普遍应用的g-C3N4合成法,但因其较高的合成温度,对g-C3N4分子调控具有不易操作性[78].因此,发展低温合成技术是实现g-C3N4分子设计和优化合成的重要途径.本文采用低温固相合成法,以柠檬酸钠和尿素为前驱体,制备出了纳米片状的g-C3N4.以亚甲基蓝(M B)为模拟降解物,考察了g-C3N4的可见光催化活性.1实验部分1.1试剂和仪器柠檬酸钠㊁尿素㊁双氧水㊁亚甲基蓝㊁硫酸钠㊁对苯二甲酸㊁磷酸钠,均为分析纯试剂,购自国药集团化学试剂有限公司.X P e r tP r o型多晶X-射线衍射仪(荷兰P A N a l y t i c a l公司),J E M-2100透射电子显微镜(T E M,日本电子株式会社),U V-2601紫外可见分光光度计(北京瑞利公司),F-4600荧光分光光度计(日本H i t a c h i公司),C H I600E电化学工作站(上海辰华仪器有限公司),D H G-9036A电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司), 50m L高压水热反应釜(巩义市予华仪器有限公司),冷冻干燥机(上海鑫翁科学仪器有限公司), 500W卤钨灯.收稿日期:20180630基金项目:辽宁省自然科学基金资助项目(20170540653).作者简介:李锋(1974),男,山东章丘人,沈阳大学副教授,博士.1.2 g -C 3N 4样品的制备g -C 3N 4样品的合成利用改进的文献方法[9],以柠檬酸钠和尿素为前驱体,通过低温固相法合成.将3.0g 柠檬酸钠与6.0g 尿素混合后研磨均匀,装入50m L 水热反应釜,然后置于电热恒温鼓风干燥箱中,在210ħ加热反应3.5h .自然冷却到室温后,加水溶解,得到棕黄色溶液.再用透析袋(分子量截留500)透析24h ,透析后的样品溶液冷冻干燥后备用.1.3 g -C 3N 4样品电化学表征电化学测试在常规的三电极体系中进行,A g /A gC l 电极为参比电极,铂电极作为对电极,工作电极为涂覆有g -C 3N 4样品的I T O 导电玻璃.500W 卤钨灯作为光源,利用C H I 660E 电化学工作站在碘液中测量光电流响应,在硫酸钠溶液中测试电化学阻抗谱.工作电极具体的制备方法为:5m gg -C 3N 4样品超声分散在50m L 蒸馏水中,取200μL 涂抹在面积为1c mˑ1.5c mI T O 导电玻璃上,放在电热鼓风干燥箱中60ħ下干燥24h 后备用.1.4 g -C 3N 4可见光催化降解亚甲基蓝用500W 卤钨灯为模拟太阳光光源,通过降解亚甲基蓝(M B )溶液(10m g ㊃L -1)来评价g -C 3N 4纳米片催化剂的活性.具体操作如下:5.0m gg -C 3N 4超声分散于100m L M B 溶液中,在避光条件下,搅拌30m i n 达到吸附脱附平衡.然后在光照射的同时进行磁力搅拌,间隔一定时间取样一次,测定波长664n m 处M B 溶液的吸光度,然后通过下式计算M B 的降解率:降解率=A 0-A tA 0ˑ100%式中:A 0为M B 溶液起始吸光度;A t 为t 时长时M B 溶液吸光度值.1.5 羟基自由基测定参照文献方法[10],g -C 3N 4光催化剂分散于对苯二甲酸溶液中,可见光照射30m i n 后,用荧光分光光度计测定产物1羟基对苯二甲酸的荧光(激发波长340n m ).2 实验结果与讨论2.1 g -C 3N 4样品的表征图1是制备的g -C 3N 4样品的X R D 图谱.由图可知,在2θ=27.4ʎ处的衍射峰为g -C 3N 4结构中对应(002)晶面的特征峰[11].图2为制备的g -C 3N 4样品的T E M 照片.由图2可以看出,g -C 3N 4样品呈现相对独立的纳米片状形貌,尺寸都小于50n m.片状形貌的g -C 3N 4相对于颗粒状样品,有较大的比表面积,作为催化剂使用时,可以提供较多的反应位点,这对提高催化活性是有利的.图1 g -C 3N 4样品的XR D 图F i g .1 X R D p a t t e r no f t h e g -C 3N 4s a m pl e 图2 g -C 3N 4样品的TE M 图F i g .2 T E Mi m a g eo f t h e g -C 3N 4s a m pl e 图3为g -C 3N 4样品水溶液的U V -v i s 吸收光谱和光致发光光谱.从图中可以发现,在200~600n m 范围内,g -C 3N 4样品都有明显的光吸收,325n m 处的吸收峰对应于样品表面功能基团的n -π跃迁吸收.从图3不同波长光激发下的发光光谱可以看出,g -C 3N 4样品的发光性质具有激发波长依赖性.激发波长在340~380n m 范围变化图3 g -C 3N 4样品紫外-可见吸收光谱与光致发光光谱F i g .3 U V -v i s a b s o r pt i o na n d p h o t o l u m i n e s c e n c e s p e c t r ao f t h e g -C 3N 4s a m pl e 462沈阳大学学报(自然科学版) 第30卷时,g-C3N4样品的发光强度随激发波长的增长而增强,激发波长在380n m时,发光强度最大;随后,随激发波长的增长,发光强度逐渐降低.而且,激发波长从340n m变化到420n m过程中,g-C3N4样品发射光谱的最大发射波长发生红移.出现这种现象的原因可能是制备的g-C3N4样品尺寸大小不均一,在不同的激发波长下,表现出的发光性质不同所致.图4为g-C3N4电极在可见光照射每个开启和遮蔽光照的瞬态光电流响应特性.从图中可以看到,在可见光的照射下g-C3N4纳米片电极能产生稳定的光电流,光电流响应约为23μA㊃c m-2.这一结果表明,在可见光辐射下所制备的g-C3N4纳米片具有较高的光生电子传输效率和光生电子-空穴对的分离效率.这预示着所制备的g-C3N4样品有较高的光催化活性.图4g-C3N4样品的光电流响应谱图F i g.4P h o t o c u r r e n t r e s p o n s eo f g-C3N4s a m p l eE I S图谱是分析光催化剂界面电荷转移的有效手段,谱图中圆弧半径的尺寸代表催化剂界面电荷迁移能力,从而能反映催化剂的电子-空穴分离效率.制备的g-C3N4催化剂的E I S表征结果如图5所示.由图可见,无光照时,圆弧半径较大;光照时,圆弧半径明显减小.这一结果进一步表明,图5g-C3N4在无光照与光照条件下的电化学阻抗谱F i g.5E l e c t r o c h e m i c a l i m p e d a n c es p e c t r o s c o p yp l o t so f g-C3N4i nd a r ka n d l i g h t i r r a d i a t i o n 在光辐射下所制备的g-C3N4纳米片具有较小的光生电子转移电阻和较低的光生电子-空穴复合速率,展现出良好的光催化性能.2.2g-C3N4纳米片光催化活性图6显示了可见光辐射下,5m gg-C3N4纳米片催化剂,在1.0m L30%H2O2辅助下,催化降解M B溶液,随光照时间变化的紫外-可见吸收光谱.由图可见,随着光照时间延长,M B溶液最大吸收波长664n m处的吸光度逐渐减小,表明随着光催化反应的进行M B分子逐渐分解.光照120m i n时,M B溶液的吸光度接近0,降解率达到95.4%,说明g-C3N4纳米片具有很好的可见光催化活性.这是因为g-C3N4催化剂的片状形貌,使其具有较多的反应活性位点以及光生电子空穴复合率低等优点所致.图6g-C3N4纳米片降解M B的U V-V i s吸收光谱F i g.6U V-V i s a b s o r p t i o n s p e c t r ao fM Bo v e r g-C3N4n a n o s h e e t s为了考察所制备的g-C3N4纳米片可见光催化剂的稳定性,进行了循环降解M B实验,所得结果如图7所示.由图可知,g-C3N4纳米片光催化剂在经过4次循环使用后,催化性能没有明显降低,证明该催化剂稳定性比较好.在4次循环实验中,降解率分别为95.4%㊁94.8%㊁93.5%和92.4%.这一结果表明,g-C3N4纳米片光催化剂具图7g-C3N4循环光催化降解M B溶液的效果图F i g.7C y c l i c p h o t o d e g r a d a t i o no fM Bs o l u t i o nw i t h t h e g-C3N4562第4期李锋等:g-C3N4纳米片的合成及可见光催化降解亚甲基蓝有良好的催化稳定性,有很好的实际应用潜力.2.3光催化机理探讨实验对比了g-C3N4纳米片和H2O2辅助下g-C3N4纳米片在可见光照射下对M B的催化降解能力,结果如图8所示.从图可见,5m gg-C3N4纳米片催化剂加入到100m L(10m g㊃L-1)的M B溶液中,可见光照射120m i n.降解率为47%;降解体系中加入H2O2助催化剂后,对于相同的光照强度和光照时间,降解率由47%提高到95.4%,催化效率提高了2倍.这表明,H2O2作为助催化剂对g-C3N4纳米片光催化降解M B分子起到重要的促进作用.图8可见光照射下,g-C3N4和g-C3N4+H2O2催化降解M B溶液催化活性比较F i g.8C o m p a r i s o no f t h e p h o t o c a t a l y t i ca c t i v i t i e sf o r t h ed eg r a d a t i o no fM Bs o l u t i o nb y u s i n gg-C3N4a n d g-C3N4+H2O2c a t a l y s t u n d e rv i s i b l e-l i g h t i r r a d i a t i o n羟基自由基(㊃O H)具有强氧化性,能将绝大多数的有机物氧化分解.为了证实在g-C3N4纳米片光催化降解M B过程中存在㊃O H自由基,以对苯二甲酸作为分子探针,利用荧光分光光度法测定对苯二甲酸的羟基加成物(2羟基对苯二甲酸)的荧光.由图9可以看到,在g-C3N4纳米片催化体系中加入对苯二甲酸溶液,光照30m i n 后,确实有㊃O H自由基生成,但荧光强度相对较弱,说明催化体系中生成的㊃O H自由基数量较少.在g-C3N4纳米片催化体系中加入H2O2助催化剂后,相同的光照时间和光照强度,荧光强度明显增强,说明催化体系中产生的㊃O H自由基数量大大增多.H2O2是优良的电子俘获剂.光生电子被助催化剂H2O2俘获后可分解产生大量的㊃O H自由基,同时,也可以促进光生电子-空穴对的分离,增强光催化性能.因而,在g-C3N4纳米片催化剂中加入H2O2助催化剂,能够显著的加快催化M B降解的速率.这一结果与图8显示的单独g-C3N4纳米片催化降解M B溶液与加入H2O2助催化剂加快M B降解对比实验结果一致.由此表明,㊃O H自由在g-C3N4纳米片光催化降解M B的过程中起到重要作用.图9可见光照射下,g-C3N4和g-C3N4+H2O2在对苯二甲酸溶液中的荧光光谱F i g.9F l u o r e s c e n c es p e c t r a l o f t h e g-C3N4a n dg-C3N4+H2O2i n t e r e p h t h a l i ca c i da q u e o u ss o l u t i o n u n d e r v i s i b l e l i g h t i r r a d i a t i o n3结论本文采用低温固相合成法,以柠檬酸钠和尿素为前驱体,制备了可见光响应的g-C3N4纳米片光催化剂.该纳米片尺寸小于50n m,具有较高的光生电子空穴分离效率.以亚甲基蓝(M B)为目标降解物,g-C3N4纳米片光催化剂在H2O2助催化剂辅助下,经过120m i n可见光催化反应后,对10m g㊃L-1亚甲基蓝的降解率达到95.4%,经过4次循环使用后降解率没有明显降低.在催化降解过程中,羟基自由基起到了重要作用.参考文献:[1]曾杰生,王瑞彬,何蕾.T i O2光催化剂改性的研究进程[J].化工新型材料,2018,46(3):2733.(Z E N GJS,WA N G R B,H E L.R e s e a r c h p r o g r e s so nm o d i f i c a t i o n o f T i O2p h o t o c a t a l y s t[J].N e w C h e m i c a lM a t e r i a l s,2018,46(3):2733.[2]杨在志,傅小明,孙虎,等.介孔T i O2纳米光催化材料的水热合成及表征[J].有色金属工程,2018,8(1):4246.Y A N G Z H,F U X M,S U N H,e ta l.H y d r o t h e r m a ls y n t h e s i sa n dc h a r a c t e r i z a t i o no f m e s o p o r o u s T i O2n a n op h o t o c a t a l y t i c m a t e r i a l s[J].N o n f e r r o u s M e t a l sE n g i n e e r i n g,2018,8(1):4246.[3]陈丰,陈晓,耿丽娟,等.C d S复合光催化材料的研究进展[J].功能材料,2018,49(1):10091016.C H E NF,C H E N X,G E N G 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e r e d g -C 3N 4f o r e f f i c i e n t v i s i b l e l igh t p h o t o c a t a l y ti c h y d r o g e n p r o d u c t i o n [J ].C h e m i s t r y ofM a t e r i a l s ,2015,27(14):49304933.[7]C U IYJ ,WA N G Y X ,WA N G H ,e t a l .P o l yc o nde n s a t i o n of a mm o n i u m t h i o c y a n a t e i n t o n o v e l p o r o u sg -C 3N 4n a n o sh e e t s a s p h o t o c a t a l y s t s f o r e n h a n c e d h y d r o ge n e v o l u t i o n u n d e r v i s i b l e l i gh t i r r a d i a t i o n [J ].C h i n e s e J o u r n a l o fC a t a l ys i s ,2016,37(11):18991906.[8]孙志明,李雪,马瑞欣,等.浸渍-热聚合法制备g -C 3N 4/高岭土复合材料及其性能[J ].功能材料,2017,48(8):80188023.S U NZ M ,L IX ,MA R X ,e t a l .R e s e a r c ho n p r e pa r a t i o n a n d p e r f o r m a n c e o f g -C 3N 4/k a o l i n i t e c o m p o s i t eb yc h e m i c a li m p r e gn a t i o n c o m b i n e dw i t ht h e r m a lp o l y m e r i z a t i o n m e t h o d [J ].J o u r n a l o f F u n c t i o n a l M a t e r i a l s ,2017,48(8):80188023.[9]Z HO U J ,Y A N G Y ,Z HA N G C Y.Al o w -t e m p e r a t u r e s o l i d -p h a s em e t h o d t o s y n t h e s i z e h i g h l y f l u o r e s c e n t c a r b o n n i t r i d e d o t s w i t h t u n a b l e e m i s s i o n [J ].C h e m i c a lC o mm u n i c a t i o n s ,2013,49(77):86058607.[10]李锋,夏笠,刘潇丹,等.可见光响应的Z n O 纳米结构的制备及催化性能[J ].沈阳大学学报(自然科学版),2017,29(3):179183.L I F ,X I A L ,L I U X D ,e t a l .P r e pa r a t i o n a n d p h o t o c a t a l y t i c p r o p e r t i e s o f v i s ib l e -l i g h t -d r i v e n Z n O n a n o s t r uc t u r e s [J ].J o u r n a l o f S h e n y a n g U n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c e ),2017,29(3):179183.[11]R A Z I Q F ,Q U Y ,Z H A N G X L ,e t a l .E n h a n c e dc o c a t a l y s t -f r e e v i s i b l e -l i g h t a c t i v i t i e s f o r p h o t o c a t a l y t i c f u e l p r o d u c t i o n o f g -C 3N 4b y t r a p p i n g h o l e s a n d t r a n s f e r r i n g e l e c t r o n s [J ].T h e J o u r n a l o f P h ys i c a l C h e m i s t r y C ,2016,120(1):98107.S y n t h e s i so f g -C 3N 4N a n o s h e e t sa n d A p p l i c a t i o n si n P h o t o c a t a l y t i c D e g r a d a t i o no fM e t h y l e n eB l u e u n d e rV i s i b l eL i gh t I r r a d i a t i o n L i F e n g ,L i C h a n g m i n g ,L y uC h a n g ,Y a n g Z a i x i n g ,L iH o n gr e n (N o r m a l C o l l e g e ,S h e n y a n g U n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 110044,C h i n a )A b s t r a c t :T h e g -C 3N 4n a n o s h e e t s w e r es y n t h e s i z e db y al o w -t e m p e r a t u r es o l i d -p h a s e m e t h o d w i t h u r e aa n d s o d i u m c i t r a t ea st h e p r e c u r s o r s .T h er e s u l t a n t g -C 3N 4n a n o s h e e t s w e r ec h a r a c t e r i z e d t h r o u g hX -r a y d i f f r a c t i o n (X R D ),t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p y (T E M ),U V -v i sa b s o r pt i o n s p e c t r o s c o p y (U V -v i s )a n d p h o t o l u m i n e s c e n c e (P L )s pe c t r a ,p h o t o c u r r e n ta n d e l e c t r o c h e m i c a l i m p e d a n c e s p e c t r a (E I S )m e a s u r e m e n t .T h er e s u l t ss h o wt h a t t h ea s p r e p a r e d g -C 3N 4h a sas h e e t s h a p ew i t has i z el e s st h a n50n m ,a n dh i g hs e p a r a t i o nef f i c i e n c y o f p h o t og e n e r a t e de l e c t r o n sa n dh o l e s .T h e p h o t o c a t a l y ti ca c t i v i t i e so f t h ea s -p r e p a r e d g -C 3N 4w e r ee v a l u a t e db y t h ed e g r a d a t i o no f m e t h y l e n eb l u e (M B ).A f t e r 120m i nv i s i b l e l i g h t i r r a d i a t i o n ,t h ed e gr a d a t i o nr a t eo fM B w i t h m a s s c o n c e n t r a t i o no f10m g ㊃L -1c a nb er e a c h95.4%,b y u s i n gg -C 3N 4n a n o s h e e t s p h o t o c a t a l y s ti n p r e s e n c e o fH 2O 2.T h eh y d r o x y l r a d i c a l s (㊃OH )a r ed e t e c t e d i n t h e r e a c t i o n .K e y w o r d s :C 3N 4n a n o s h e e t s ;v i s i b l e -l i g h t r e s p o n s e ;p h o t o d e g r a d a t i o n ;m e t h y l e n eb l u e ʌ责任编辑:胡天慧ɔ762第4期 李 锋等:g -C 3N 4纳米片的合成及可见光催化降解亚甲基蓝。
δ-MnO2和Mn3O4催化臭氧化亚甲基蓝特性及差异
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0 引
言
臭氧氧化法作 为 一 种 高 级 氧 化 技 术,以 臭 氧 为
氧化剂,在催化剂的 协 同 作 用 下 产 生 强 氧 化 性 自 由
的结构及催化臭氧化降解染料废水的效能差异研究
较少。
本文 通 过 合 成 典 型 的 δ
-MnO2 和 Mn3 O4 催 化
氧发生器(徐州市 九 洲 龙 臭 氧 设 备 制 造 有 限 公 司);
术 公 司 );ASAP 2020 P
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-MnO2和 Mn3O4催化臭氧化亚甲基蓝
以MOFs为模板合成多孔金属氧化物降解水中亚甲蓝
以MOFs为模板合成多孔金属氧化物降解水中亚甲蓝高海荣【摘要】以金属有机骨架(MOFs)MIL-53(Fe)为模板,合成了一种多孔金属氧化物FeOx.这种材料保留了MOFs的多孔性和高比表面积(934 m2/g),还具有一定的磁性(35.10 emu/g)和耐酸碱性,使其具备了在恶劣环境下催化氧化降解有机染料的性能.在H2O2和NH2OH存在的条件下降解亚甲蓝的实验结果表明,在pH=3.0,NH2OH浓度为10 mmol/L,H2O2浓度为10 mmol/L的条件下,降解性能最优,与其他材料相比,表现出了较高的催化性能.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2019(039)005【总页数】5页(P65-69)【关键词】金属有机骨架;催化氧化;亚甲蓝;多孔金属氧化物【作者】高海荣【作者单位】福建省食品药品质量检验研究院,福建福州350000【正文语种】中文【中图分类】X703.1染料在纺织业、造纸业、橡胶业、食品业以及塑料工业中的广泛应用，使得大量的染料流入水中造成了水体的污染。
不仅降低了水质，还严重危害了人类的健康。
目前，主要的处理方法是催化降解和吸附。
其中，催化降解由于一部分催化剂成本低、催化效果强且可重复利用而受到了研究者的广泛关注。
金属-有机骨架材料（MOFs）是一类以金属离子或金属簇为配位中心，与含氧或氮的有机配体通过配位作用形成的多孔配位聚合物〔1〕。
MOFs中的金属不饱和位点使其广泛应用于催化领域，但是其中金属位点大部分都是与有机配体或者一些客体分子（如 H2O）配位，大大降低了其催化性能〔2〕。
目前，以MOFs为模板，通过高温煅烧法，已经有CuO、MgO、CeO2、α-Fe2O3、Fe3O4、β-Fe2O3、γ-Fe2O3 等多孔金属氧化物被成功合成，但是合成条件相对来说有些苛刻，并且在合成过程中可能会有危险。
T.J.Pirzada等〔3〕以低浓度NaOH，在常温条件和很短时间内处理MIL-53（Fe）得到了铁氧化合物。
α-Fe2O3纳米材料的固相合成及光催化降解亚甲基蓝性能
Hans Journal of Nanotechnology 纳米技术, 2016, 6(1), 14-21 Published Online February 2016 in Hans. /journal/nat /10.12677/nat.2016.61003文章引用: 王碧军, 刘劲松, 李子全, 黄洁文, 李云朋, 丛孟启, 冯冰, 陈建康, 朱孔军, 裘进浩. α-Fe 纳米材料的Solid-State Synthesis of α-Fe 2O 3 Nanomaterials and Photocatalytic Degradation Performance on Methylene BlueBijun Wang 1, Jinsong Liu 1*, Ziquan Li 1, Jiewen Huang 1, Yunpeng Li 2, Mengqi Cong 1, Bing Feng 1, Jiankang Chen 1, Kongjun Zhu 3, Jinhao Qiu 31College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing Jiangsu 2Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Science, Fuzhou Fujian 3State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing JiangsuReceived: Feb. 2nd , 2016; accepted: Feb. 20th , 2016; published: Feb. 23rd , 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/Abstract Precursors were synthesized by a solid-state synthesis method. And α-Fe 2O 3 nanomaterials were obtained by thermal decomposition of precursors at different calcination temperatures. The crys-tal structure, microstructure morphology and optical properties of the α-Fe 2O 3 nanoparticles were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, Field scanning electron microscopy (FESEM), and UV-vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS). The results show that the energy gap and particle size of the α-Fe 2O 3 nanomaterials increase with an-nealing temperature. But they are all less than bulk α-Fe 2O 3 (2.2 eV). The α-Fe 2O 3 nanoparticles prepared at 500˚C for 2 h exhibit the highest visible-light photocatalytic efficiency of 70.60% and photodegradation rate constant, k , of 6.78 × 10−3 min −1, respectively. Too high or too low heat treatment temperature will result in the decrease of photocatalytic efficiency, which is mainly af-fected by band gap and electron-hole recombination probability. KeywordsSolid-State Synthesis, α-Fe 2O 3, Nanomaterial, Photocatalysis*通讯作者。
磁性Fe_3O_4_石墨烯Photo_Fenton催化剂的制备及其催化活性
收稿日期：2012-04-10。
收修改稿日期：2012-05-22。
国家自然科学基金(No.51202020)、江苏省科技厅前瞻性计划(BY2012099)和常州市国际科技合作计划(CZ20110022)资助项目。
＊通讯联系人。
E -mail ：chenhq@ ，wxin@ ，Tel ：(025)84315667磁性Fe 3O 4/石墨烯Photo -Fenton 催化剂的制备及其催化活性何光裕1,2张艳1钱茂公1陈海群＊,1汪信＊,2(1常州大学江苏省精细化工重点实验室，常州213164)(2南京理工大学教育部软化学与功能材料重点实验室，南京210094)摘要：采用共沉淀法制备磁性Fe 3O 4/GE(石墨烯)催化剂，实现Fe 3O 4纳米颗粒生长和氧化石墨烯还原同步进行，采用FTIR 、XRD 、TEM 及低温氮吸附－脱附等对Fe 3O 4/GE 纳米催化剂的物相、颗粒粒径及比表面积进行了表征。
在H 2O 2存在条件下，以亚甲基蓝为目标降解物，考察了在模拟太阳光下Fe 3O 4/GE 的催化活性，当氧化石墨烯与Fe 3O 4的质量比为1∶10时，经过2h 催化反应，在pH ＝6条件下，对亚甲基蓝的降解率达到98.7%，经过10次循环使用后对染料溶液的降解率仍保持在95.7%以上，明显优于纯的Fe 3O 4。
关键词：纳米Fe 3O 4/GE ；磁分离；Photo -Fenton 反应中图分类号：O643.3；TQ426.6文献标识码：A文章编号：1001-4861(2012)11-2306-07Preparation and Catalytic Properties of Fe 3O 4/Graphene Magnetically SeparablePhoto -Fenton CatalystHE Guang -Yu 1,2ZHANG Yan 1QIAN Mao -Gong 1CHEN Hai -Qun ＊,1WANG Xin ＊,2(1Key Laboratory of Fine Chemical Engineering,Changzhou University,Changzhou,Jiangsu 213164,China )(2Key Laboratory for Soft Chemistry and Functional Materials of Ministry Education,Nanjing University of Scienceand Technology,Nanjing 210094,China )Abstract :A magnetically separable Fe 3O 4/Graphene (GE)catalyst was prepared by a facile co -precipitation method.The method features the reduction of graphene oxide and formation of Fe 3O 4nanoparticles in one step.Fe 3O 4/Graphene catalyst was characterized in terms of particle size,crystal structure and surface area by TEM,FTIR,XRD and low temperature nitrogen adsorption -desorption.In the presence of H 2O 2,the catalytic activities were evaluated by degradation of Methylene blue aqueous solution under simulated sunlight irradiation.The results indicate that catalyst with graphene oxide/Fe 3O 4mass ratio of 1:10shows the highest degradation rate of 98.7%at pH value of 6in 2h.The catalyst can be easily separated by an external magnetic field.A degradation rate of 95.7%can be maintained after 10cycles.Key words :nano Fe 3O 4/GE;magnetically separable;photo -fenton reaction近年来，利用太阳能光催化处理废水中难降解有机污染物，已引起国内外学者的普遍关注。
生物炭负载纳米零价铁催化降解亚甲基蓝性能研究及机理分析
生物炭负载纳米零价铁催化降解亚甲基蓝性能研究及机理分析闫敏琪;韩玉;杨淳轲;史惠祥【期刊名称】《浙江大学学报（理学版）》【年(卷),期】2024(51)3【摘要】为提升纳米零价铁在类芬顿反应体系中的催化能力,减少团聚现象,采用液相还原法制备了生物炭负载纳米零价铁材料(nZVI@BC)。
通过表征、亚甲基蓝降解实验,探究材料性能、降解最佳条件及作用机理。
结果表明,纳米零价铁(nZVI)均匀分布于生物炭表面,且材料纯度较高、稳定性较好。
在降解实验中,降解100 mg·L^(-1)亚甲基蓝溶液的最佳反应条件为25℃、初始pH=3、nZVI@BC投加量30 mg·L^(-1)、H2O2投加浓度4 mmol·L^(-1),10 min内几乎完全降解。
在降解过程中,·OH起主要作用,发色官能团首先断裂,随后芳环结构被破坏,最终彻底降解。
且nZVI@BC循环使用性能较好,3次循环后亚甲基蓝去除率仍达85%以上。
在印染废水处理实验中,nZVI@BC处理效果良好,当H2O2投加浓度为0.9 mmol·L^(-1)、nZVI@BC投加量为60 mg·L^(-1)、pH≤4.5时,出水化学需氧量(CODcr)可降至50 mg·L^(-1)以下,达到回用水标准。
【总页数】15页(P355-369)【作者】闫敏琪;韩玉;杨淳轲;史惠祥【作者单位】浙江大学环境与资源学院;生态环境部南京环境科学研究所【正文语种】中文【中图分类】X791【相关文献】1.改性凹凸棒土负载纳米零价铁的制备及降解亚甲基蓝的研究2.药渣负载纳米零价铁吸附亚甲基蓝的性能及研究3.以硫化纳米零价铁为催化剂类芬顿体系降解亚甲基蓝的研究4.核桃壳生物炭负载铁催化降解亚甲基蓝性能研究5.薰衣草提取液绿色合成生物炭负载纳米零价铁去除水中亚甲基蓝的研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
铁氧化物存在下的亚甲基蓝的催化降解机制研究
铁氧化物存在下的亚甲基蓝的催化降解机制研究近年来，环境污染成为世界各国共同面临的难题。
尤其是水污染问题，在我们的日常生活中随处可见。
为了有效地解决水污染问题，人们在研究中寻找更加高效的处理方法。
在这篇文章中，我们将会探讨铁氧化物存在下的亚甲基蓝的催化降解机制研究。
一、铁氧化物的催化作用铁氧化物是一种有效的光催化剂，具有稳定性和生物相容性等优点。
实验表明，铁氧化物在光照下对有机污染物的降解效果非常显著。
在铁氧化物的催化作用下，废水中的亚甲基蓝等有害物质能够被有效降解。
这是因为铁氧化物对水中的有机污染物具有吸附和氧化等性质。
铁氧化物中的Fe3+有强的还原性，能够吸附有机物并提供电子，通过电子转移反应，使得有机物分子逐渐失去电子，从而实现催化氧化降解的目的。
二、亚甲基蓝的降解过程亚甲基蓝作为一种强还原性有机染料，具有毒性和致癌性。
它在我们生活中的使用非常普遍，例如染料、化妆品等领域。
然而，废水中的亚甲基蓝不能直接排放，因为它会对环境造成极大的危害。
因此，降解亚甲基蓝是环保领域的热点问题之一。
亚甲基蓝的降解过程主要包括吸附、电子转移及光催化氧化等三个步骤。
首先，铁氧化物对亚甲基蓝进行吸附作用，使得亚甲基蓝分子以物理吸附的形式附着在铁氧化物表面。
在这个过程中，亚甲基蓝分子逐渐失去电子，被还原成去甲基亚甲基蓝的中间体。
此时，铁氧化物中的Fe3+离子通过提供电子参与反应，还原去甲基亚甲基蓝为亚甲基蓝，同时还原成为Fe2+，维持了铁氧化物表面的还原性。
最后，在光的照射下，亚甲基蓝分子先吸收光能，进入激发态，经过一系列的发射和吸收作用后，失去激发态，成为高能量的单线态亚甲基蓝，并与氧气反应，形成许多高度氧化的中间体，最终降解成水和二氧化碳等小分子。
三、结论综上所述，铁氧化物作为一种重要的光催化剂，在废水处理中有着广泛的应用前景。
本文以亚甲基蓝为例，深入探讨了铁氧化物存在下的催化降解机制，并详细分析了亚甲基蓝的降解过程。
环境化学实验--自制包覆型纳米铁材料吸附还原亚甲基蓝
环境化学实验--自制包覆型纳米铁材料吸附还原亚甲基蓝自制包覆型纳米铁材料对水中亚甲基蓝的吸附还原染料已广泛应用于印染业、纺织业、医药业、塑料制品业以及化妆品业等领域，随着其应用的不断扩大，环境中残留的染料也日益增加，引起的环境污染已成为危害生态环境和影响人类健康的一个重要因素，探讨去除环境水体中染料的方法与机理已成为当今环境修复领域的研究热点之一。
亚甲基蓝是染料的一种，有大量的生产和使用量，如何经济、高效地降解废水中的亚甲基蓝，是目前研究领域中的一个热点。
由于纳米铁具有比面积大，粒径小，还原性强等特点，因此纳米铁可作为水环境修复材料，将其用于去除水体中的亚甲基蓝污染物，是近年来环境科学和技术前沿研究中的亮点。
但纳米铁系材料容易发生团聚从而失去反应活性，且在使用的过程中，存在不易回收等缺点。
近年来，有报道提出用多孔性的天然高分子材料海藻酸钙包覆纳米铁材料，且经海藻酸钙包覆后的纳米铁可以克服纳米铁颗粒不易回收的缺陷，能提高纳米铁系材料的稳定性和分散性，，该方法合成工艺简单、成本低廉、环境友好，为绿色合成纳米铁颗粒且开发其实际应用提供了理论研究基础。
包覆型纳米铁材料与污染物的反应过程主要可归纳为以下三个步骤:首先纳米铁先吸附污染物到其表面;然后电子从纳米铁传递到被吸附的污染物上;最后污染物得到电子或加氢还原，从而降低或消除污染物对环境的影响。
一、实验目的1. 了解包覆型纳米铁材料制备方法;2. 了解包覆型纳米铁材料(CA-Fe)吸附还原亚甲基蓝的反应动力学机理。
二、实验原理1. 脱色率分析亚甲基蓝脱色率按照以下方程式计算:CC,0t,100% ……………………(5-1) ,，C0t--反应时间，min;η--亚甲基蓝脱色率，%;C--溶液中亚甲基蓝的初始浓度，mg/L; 0C--反应t min时亚甲基蓝的浓度，mg/L。
t2. 反应动力学分析环境化学实验由于包覆型纳米铁材料与水中亚甲基蓝的反应属于非均相反应，反应过程可用方程式(5-2)-(5-3)来描述:dC ………………(5-2) vkC,,,dt积分得:Cln(),,ktC0 ……………………(5-3)式中:t--反应时间，min;C--t时刻溶液中溶质的浓度，mg/L;C--溶液中溶质的初始浓度，mg/L; 0k--还原反应的准一级速率常数。
Fe2O3／TiO2纳米管复合材料光催化降解亚甲基蓝染料废水的研究
ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ Ｆｅ ２ Ｏ３ ／ Ｔｉ Ｏ２ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｈ ａ ｄ ｇ ｏ ｏ ｄ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｌ ｅ ｎ ｅ ｂ ｌ ｕｅ ｄ ｙ ｅ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：Ｔｉ Ｏ２ ｎ ａ ｎｏ ｔ ｕ ｂ ｅ；ｄｏ ｐ ｉ ｎ ｇ； Ｆ ｅ ２ Ｏ３ ；ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ；ｄ ｙ ｅ ｗａ ｓ ｔ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ
降解染料废水 活性 。结果表明 ，Ｆ ｅ “掺杂能有效提高 Ｔ ｉ Ｏ ： 纳米管光催化 降解染料 废水效果 ，其 中 Ｆ ｅ ０ 掺 杂量为 ４ ％（ ∞） 时 ，其
光催化性 能最好 ，最高降解率可达 ９ ９ ％ ，且具有较好的稳定性。研究证实 ，Ｆ ｅ ： Ｏ ， ／ Ｔ ｉ Ｏ ： 复合材料具 有 良好的光催化 降解亚 甲基蓝 染 料 废水 性 能 。
纳米结构mn2o3催化h2o2分解亚甲基蓝的研究
纳米结构mn2o3催化h2o2分解亚甲基蓝的研究
近年来，由于纳米技术的发展和实用，纳米结构材料已经广泛应用于各种领域，其中最重
要的是催化剂的研究和应用。
MN2O3是一种优良的催化剂材料，可以用于快速、高效地分
解H2O2。
本文旨在研究MN2O3纳米结构催化H2O2分解亚甲基蓝（MB）的机理。
首先，在实验室环境下，我们使用氢氧化钠和磷酸铵溶液以及碳纳米管以化学气相沉积（CVD）方式制备得到MN2O3纳米结构。
然后，使用X射线衍射（XRD）分析MN2O3纳米结
构的物相结构，并测量其表面结构的粗糙度。
随后，我们利用荧光法，进一步分析MN2O3
纳米结构及其催化剂效果对MB分解的影响。
实验结果表明，MN2O3纳米结构的形貌表现出自然的叠层结构，其中表面有丰富的微粒，
具有良好的比表面积。
MN2O3纳米结构能够快速、高效地分解H2O2，从而有效地分解MB，MIB和MO消耗量明显比用铂催化剂低，更高效。
总之，这项研究表明，MN2O3纳米结构具有优异的复合催化剂特性，催化H2O2分解MB反
应十分有效。
至于未来，还需进一步研究MN2O3纳米结构和H2O2分解更多其他有机物反
应的机理和机理，以探索其在催化新材料发展中的潜力。
综上所述，MN2O3纳米结构利用CVD沉积技术制备出来，并通过荧光测试表明，CN2O3纳
米结构具有良好的比表面积，能有效地催化H2O2分解MB反应，并比用铂催化剂低。
因此，MN2O3将有望成为未来新型催化剂材料应用的良好前景。
纳米四氧化三铁降解亚甲基蓝的研究
纳米四氧化三铁降解亚甲基蓝的研究刘东;曾祥武;罗晓刚【摘要】在浸没循环撞击流反应器中通过共沉淀法,以氨水为沉淀剂,以FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O为原料制备了磁性纳米Fe3O4粒子.采用XRD、TEM等多种方法对制得的纳米粒子的结构和性能进行了表征,并研究了磁性纳米Fe3O4粒子对亚甲基蓝的降解作用.结果表明,纳米Fe3O4粒子具有相对较小的粒径;当溶液pH值为4.2、H2O2加入量为2 mL·L-1时,用0.9 g·L-1的Fe3O4悬浊液对10 mg·L-1的亚甲基蓝溶液进行降解,5 min内亚甲基蓝的降解率可达96.5%.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2010(027)010【总页数】3页(P28-30)【关键词】纳米四氧化三铁;共沉淀法;撞击流反应器;亚甲基蓝;超声降解【作者】刘东;曾祥武;罗晓刚【作者单位】武汉工程大学化工与制药学院,绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北,武汉,430073;武汉工程大学化工与制药学院,绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北,武汉,430073;武汉工程大学化工与制药学院,绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北,武汉,430073【正文语种】中文【中图分类】TB383;X788随着纳米科学的不断发展，人们对纳米材料的性能提出了越来越高的要求。
同时，纳米技术的快速发展，给磁学这一古老的学科注入了新的生机与活力。
随着纳米技术与磁学的结合，磁性材料很多新的性质和现象被发现，已成为人们研究的热点。
当磁性材料的尺寸达到纳米尺度时，除具有纳米材料常见的特点外，因为本身的磁结构，还具有一些磁性材料特有的性质，如单磁畴结构、超顺磁性、高矫顽力、磁相变温度等。
磁性纳米粒子由于特殊的超顺磁性，在巨磁电阻、磁性液体和磁记录、软磁、永磁、磁制冷、巨磁阻抗材料以及磁光器件、磁探测器等方面具有广阔的应用前景。
纳米结构mn2o3催化h2o2分解亚甲基蓝的研究
纳米结构mn2o3催化h2o2分解亚甲基蓝的研究在医院里，常听到这样一个名词：二氧化硫，它虽然不是人类致病的元凶，但却是破坏大气层的重要因素之一。
同学们，你们知道吗？在我们的生活中，亚甲基蓝就是“不速之客”。
它和二氧化硫的区别只是结构不同，结果却是毒性相似。
所以今天，我就来向大家介绍一下亚甲基蓝。
在课本中，它叫做次甲基蓝。
它不仅仅是杀菌剂，而且是许多工业、农业方面的重要染料。
工业上用于鞣制皮革，是一种蓝色染料；可作消毒剂、媒染剂、木材防腐剂等；还可用于棉织物漂白。
随着食品科学的发展，人们对于产品的质量越来越注重，对于染料的要求也就更高了，在医药、食品、化妆品、饲料等方面都有广泛的应用。
不过呢，它也是一种毒物，因为在遇到光、热、铜器等物质时d发生分解，所以它常被用于保存水果、蔬菜、水等，不过还得注意避光哦！它是一种浅蓝色粉末，水溶液中能自由溶解，但易被空气氧化，生成淡蓝色的甲酸和甲醛。
难道它只能给我们带来不幸？ NO！ NO！ NO！事情并没有想象的那么糟糕。
它能净化水、空气、油漆、粘合剂和部分化妆品，而且经济效益非常高。
但这还远远不够，因为只用它来染色已经满足不了需求。
人类的环境意识增强了，科技发展迅猛了，我们需要进行新型材料的研究与开发。
现在，日本又向世界推出了一种新型催化剂——纳米结构Mn2O3。
我们把准备好的样品用铁架台固定在铁盘上，用导管插入Mn2O3纳米棒中，用直流电加热至300。
350。
左右。
在此阶段，导管要插入试管的底部，固定好铁架台，同时可将搅拌好的试样滴入试管内，振荡试管。
随后，把加热的试管取出，观察沉淀物的颜色变化。
加入2毫升0。
1％的三氯化铁溶液，振荡试管，待导管取出后，迅速将试管放置于干净的大理石板上，用酒精灯加热，待液体蒸发，得到灰色的絮状沉淀。
把产物放入玻璃漏斗中，用少量冷水洗涤，洗去碱性，静置，滤干。
实验完毕，为什么会出现褐色沉淀呢？对了，二氧化锰。
原来它在还原的时候会吸收了水里的氧，产生了氧化锰。
Fe3O4/纤维素纳米复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附
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" V<# 为 模 拟 污 染 物! 考 察 了 吸 附 条 件 对 吸 附 实 验 溶液!探究接触时间%]P和温度等因素对 V<吸附的
的影响!并对吸附动力学进行了探究$
无水 乙 醇%硝 酸%氢 氧 化 钠 等 均 为 分 析 纯 " J'@'!国 度 值'&3表示废水处理 38-. 后 V<最大吸收峰处的
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ＦｅＷＯ４ ｇ － Ｃ３ Ｎ４ 复合材料的制备及其对 亚甲基蓝的光催化降解研究
ｄｏｉ:１０ １１９２０/ｘｎｍｄｚｋ ２０２１ ０６ ００５ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合材料的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解研究马㊀骁ꎬ陈华林ꎬ陈全亮(西南民族大学化学与环境学院ꎬ化学基础国家民委重点实验室ꎬ四川成都６１００４１)摘㊀要:采用溶剂热法制备ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合光催化剂.利用红外光谱(ＩＲ)㊁Ｘ射线粉末衍射仪(ＸＲＤ)㊁扫描电子显微镜(ＳＥＭ)对催化剂的组成和形貌进行表征ꎬ证明ＦｅＷＯ４成功复合到ｇ－Ｃ３Ｎ４上.在可见光下ꎬ纯ｇ－Ｃ３Ｎ４和不同比例ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂对亚甲基蓝进行光催化降解.结果表明ꎬＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂与纯ｇ－Ｃ３Ｎ４相比ꎬ前者表现出更好的光催化活性.当ＦｅＷＯ４复合比例为５０％时ꎬ亚甲基蓝的降解率可达８７.３％ꎬ同时催化剂显示出良好循环稳定性.固体紫外和荧光光谱研究表明ＦｅＷＯ４和ｇ－Ｃ３Ｎ４复合有利于抑制光生载流子的复合ꎬ降低了禁带宽度ꎬ提高了可见光的利用率.关键词:光催化ꎻ氮化碳ꎻ钨酸铁ꎻ亚甲基蓝中图分类号:Ｏ６４３.３ꎻＴＢ３３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:２０９５￣４２７１(２０２１)０６￣０５８１￣０７收稿日期:２０２１￣０４￣２９通信作者:陈全亮(１９８５－)ꎬ男ꎬ汉族ꎬ福建人ꎬ讲师ꎬ博士ꎬ研究方向:光催化㊁功能配位化合物.Ｅ－ｍａｉｌ:ｑｌｃｈｅｎ＠ｓｗｕｎ.ｅｄｕ.ｃｎ基金项目:四川省青年科技创新研究团队专项计划资助项目(２０１７ＴＤ００２４)ꎻ西南民族大学中央高校基本科研业务费专项(２０２０ＮＱＮ１４)ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｉｔｓｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅＭＡＸｉａｏꎬＣＨＥＮＨｕａ－ｌｉｎꎬＣＨＥＮＱｕａｎ－ｌｉａｎｇ(ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢａｓｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｔｈｅＳｔａｔｅＥｔｈｎｉｃＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎꎬＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬＳｏｕｔｈｗｅｓｔＭｉｎｚｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１００４１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＡｓｏｌｖｏｔｈｅｒｍａｌｍｅｔｈｏｄｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｒｅｐａｒｅＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓ.Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｏｒｐｈｏｌ￣ｏｇｙｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒａ(ＩＲ)ꎬＸ－ｒａｙｐｏｗｄｅｒｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ(ＸＲＤ)ａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉ￣ｃｒｏｓｃｏｐｙ(ＳＥＭ)ꎬｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｄｔｈａｔＦｅＷＯ４ｗａｓｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｃｏｍｐｏｕｎｄｅｄｔｏｇ－Ｃ３Ｎ４.Ｕｎｄｅｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎꎬｐｕｒｅｇ－Ｃ３Ｎ４ａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｔｉｏｓｏｆＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃａｔａｌｙｓｔｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｆｏｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅ.ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃａｔａｌｙｓｔｈａｄｂｅｔｔｅｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｔｈａｎｐｕｒｅｇ－Ｃ３Ｎ４.ＷｈｅｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｒａｔｉｏｏｆＦｅＷＯ４ｗａｓ５０％ꎬｔｈｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅｒｅａｃｈｅｄ８７.３％ꎬａｎｄｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｓｈｏｗｅｄｇｏｏｄｒｅｃｙｃｌｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ.Ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅａｎｄｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｓｔｕｄｉｅｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃａｔａｌｙｓｔｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｐｈｏｔｏ－ｇｅｎｅｒａｔｅｄｃａｒｒｉｅｒｓꎬｎａｒｒｏｗｅｄｂａｎｄｇａｐꎬａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓꎻｃａｒｂｏｎｎｉｔｒｉｄｅꎻｉｒｏｎｔｕｎｇｓｔａｔｅꎻｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅ㊀㊀随着现代经济和工业的高速发展ꎬ工业废水污染严重威胁人类的健康.光催化降解水中有机污染物具有效率优良㊁反应温和㊁安全节能等优点ꎬ在治理环境污染方面具有广阔的应用前景[１]ꎬ受到了大家的广泛关注.ＴｉＯ２作为传统光催化剂的代表ꎬ有优异的光催化氧化能力ꎬ但由于其禁带较宽ꎬ对可见光利用率较低ꎬ在实际应用方面受到局限[２].西南民族大学学报(自然科学版)第４７卷石墨相氮化碳(ｇ－Ｃ３Ｎ４)是近年来较为热门的一种半导体光催化剂ꎬ其带隙较窄(２.７ｅＶ)ꎬ能响应可见光且物理和化学性质稳定[３].但是纯的ｇ－Ｃ３Ｎ４作为催化剂时仍存在光生载流子复合快ꎬ比表面积较低ꎬ可见光利用率不足等问题[４].构建异质结是解决以上问题的方法之一[５].该方法可以增加可见光的吸收范围ꎬ减缓电子－空穴对的复合ꎬ从而提高催化剂的光催化活性.Ｘｉａ等[６]制备了ＴｉＯ２/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合光催化材料ꎬ有效抑制电子空穴的复合ꎬ提高了光催化活性ꎬ对罗丹明Ｂ的降解率达到５８.９％.Ｎｇｕｙｅｎ等[７]通过水热法成功合成ｇ－Ｃ３Ｎ４/ＢａＴｉＯ３复合材料ꎬ成功构建异质结ꎬ其７ｈ降解率达到９８.７２％.Ｈｕ课题组[８]采用原位沉淀法制备了Ａｇ３ＰＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合材料ꎬ提高光催化降解罗丹明Ｂ的效率.尽管文献对ｇ－Ｃ３Ｎ４复合光催化材料的合成和光催化活性已有一些报道ꎬ但仍需对合成方法㊁循环稳定性和反应机理等方面进行深入研究ꎬ以实现大规模应用.钨酸铁(ＦｅＷＯ４)是一种具有良好氧化能力的半导体ꎬ其带隙为２.０ｅＶꎬ对可见光有响应.ＦｅＷＯ４与ｇ－Ｃ３Ｎ４的价带电位相比ꎬ有较负的导带电位(相对于标准氢电极为０.４－０.７Ｖ)[９]ꎬ还原能力较强.ＦｅＷＯ４与ｇ－Ｃ３Ｎ４的复合材料的合成和光催化活性文献报道较少.为了提高ｇ－Ｃ３Ｎ４的光催化活性ꎬ本文通过溶剂热法制备了ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂ꎬ以亚甲基蓝模拟有机污染物ꎬ考察复合材料的光催化性能.１㊀实验１.１㊀试剂和仪器试剂:无水三氯化铁(ＦｅＣｌ３)购买于上海阿拉丁生物科技有限公司.其他试剂购买于成都市科龙化工试剂厂.所有试剂都是分析纯.仪器:扫描电子显微镜(冷场发射Ｓ４８００ꎬＨｉｔａｃｈｉ日本日立)ꎻ固体紫外可见分光光度计(ＵＨ４１５０ꎬＨｉｔａ￣ｃｈｉ日本日立)ꎻ瞬态荧光光谱仪(ＦＬｓ９８０ꎬ英国爱丁堡公司)ꎻ全自动多晶Ｘ射线衍射仪(ＸＤ－２/ＸＤ－３ꎬ北京普析通用仪器有限责任公司)ꎻ傅立叶变换红外光谱仪(ＩＲ２００ꎬ科学仪器部)ꎻ紫外可见分光光度计(ＵＶ－１８００ＰＣ型ꎬ上海美谱达仪器有限公司).１.２㊀ｇ－Ｃ３Ｎ４的合成ｇ－Ｃ３Ｎ４的合成参考文献的合成方法[１０].称取１０ｇ三聚氰胺置于带盖的坩埚中ꎬ在５２５ħ马弗炉中煅烧２ｈ.待马弗炉冷却到室温后ꎬ收集黄色固体粉末并用去离子水和乙醇清洗数次ꎬ除去可溶杂质.样品抽干后转移至５０ħ烘箱中干燥１ｈꎬ最后将固体研磨３０ｍｉｎ获得产物ｇ－Ｃ３Ｎ４.１.３㊀ＦｅＷＯ４的合成称取０.９８ｇＦｅＣｌ３和１.９８ｇＮａ２ＷＯ４ ２Ｈ２Ｏ溶解于８０ｍＬ去离子水中ꎬ搅拌２ｈ后将混合物转移入１００ｍＬ不锈钢内衬的高压釜中ꎬ并在１６０ħ下反应１０ｈ.待样品冷却至室温后用去离子水和乙醇清洗数次ꎬ接着在５０ħ下干燥３ｈ获得产物ＦｅＷＯ４.１.４㊀ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４的合成称取０.４ｇｇ－Ｃ３Ｎ４于４０ｍＬ乙二醇中ꎬ超声３０ｍｉｎ后ꎬ向其加入０.０４４４ｇＦｅＷＯ４.混合物搅拌１ｈ后转移至５０ｍＬ不锈钢内衬的高压釜中ꎬ于１７０ħ下加热１２ｈ.待反应釜自然冷却至室温ꎬ抽滤收集所得产物并用水和乙醇清洗数次ꎬ在５０ħ干燥后收集最终产物ꎬ即ＦｅＷＯ４质量占比为１０％的ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂(命名为ＦＷＣ－１０).按照上述类似步骤分别合成ＦｅＷＯ４含量为３０％和５０％的ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂ꎬ分别命名为ＦＷＣ－３０和ＦＷＣ－５０.１.５㊀光催化降解实验取５０ｍｇ催化剂于５０ｍＬ亚甲基蓝(１０ｍｇ Ｌ－１)的溶液中ꎬ先避光搅拌３０ｍｉｎ使其达到吸附－脱附平衡[１１]ꎬ然后将溶液置于氙灯(３００Ｗ)下１５ｃｍ处进行光催化降解实验.光照反应后每隔６０ｍｉｎ取样ꎬ过滤分离固体催化剂取清液通过紫外可见光谱测量其浓度.催化剂的循环稳定性实验利用催化剂ＦＷＣ－５０进行实验.每次循环反应后ꎬ通过离心分离固体催化剂ꎬ将其水洗烘干后按照正常的光催化实验步骤重复降解反应３次ꎬ记录反应数据.自由基捕获实验采用催化剂ＦＷＣ－５０进行实验ꎬ除反应前分别往溶液加入３０ｍｍｏｌ叔丁醇ꎬ１０ｍｍｏｌ草酸铵和１０ｍｇ对苯醌分别作为羟基自由基ꎬ空穴和超氧自由基的捕获剂ꎬ其余实验步骤与正常的光催化降解反应步骤相同.２㊀结果和讨论２.１㊀催化剂的表征２.１.１㊀ＦＴＩＲ催化剂的红外光谱如图１所示.ｇ－Ｃ３Ｎ４在位于１２００~１６５０ｃｍ－１的特征峰归属为Ｃ－Ｎ的伸缩振动[１２].３０００~３５００ｃｍ－１处的特征峰为Ｎ－Ｈ基团和２８５第６期马骁ꎬ等:ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合材料的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解研究㊀羟基的伸缩振动峰[１３].８１０ｃｍ－１处的特征峰对应三嗪单元的振动[１４].ＦｅＷＯ４的红外光谱峰较少ꎬ其中在８３４~８７７ｃｍ－１处的特征峰归属于Ｆｅ–Ｏ–Ｗ桥氧原子的振动[１５].ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４红外光谱中ꎬ同时出现ＦｅＷＯ４和ｇ－Ｃ３Ｎ４的特征峰ꎬ表明ＦｅＷＯ４和ｇ－Ｃ３Ｎ４的成功复合.随着ＦｅＷＯ４含量的增加ꎬ８１０ｃｍ－１和１２００~１６５０ｃｍ－１两处的特征峰逐渐减小.图１㊀ｇ－Ｃ３Ｎ４㊁ＦｅＷＯ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４的红外光谱Ｆｉｇ.１㊀ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｇ－Ｃ３Ｎ４ꎬＦｅＷＯ４ａｎｄＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４２.１.２㊀ＸＲＤｇ－Ｃ３Ｎ４ꎬＦｅＷＯ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂的ＸＲＤ谱图如图２所示.纯的ｇ－Ｃ３Ｎ４在２θ＝２７.４ʎ出现(００２)晶面特征峰ꎬ对应芳香物层间堆积吸收峰[１６]ꎬ在２θ＝１３.１ʎ出现(１００)晶面特征峰ꎬ对应ｍｅｌ￣ｏｎ类吸收峰[１７]ꎬ两者与ｇ－Ｃ３Ｎ４的特征峰(ＪＣＰＤＳ８７－１５２６)[１８]一致ꎬ与文献报道相符.纯相ＦｅＷＯ４的ＸＲＤ谱图中ꎬ所有的峰与标准卡(ＪＣＰＤＳｃａｒｄｎｏ.４６－１４４６)相符合[１９].ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４的ＸＲＤ谱图中出现了ＦｅＷＯ４和ｇ－Ｃ３Ｎ４的特征吸收峰ꎬ表明ＦｅＷＯ４和ｇ－Ｃ３Ｎ４被复合.随着ＦｅＷＯ４复合质量分数增加ꎬｇ－Ｃ３Ｎ４的特征峰变小ꎬＦｅＷＯ４的特征峰(如３１.３ʎꎬ３６.３ʎꎬ４０.７ʎꎬ５２.４ʎ)变大.图２㊀ｇ－Ｃ３Ｎ４㊁ＦｅＷＯ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４的Ｘ射线衍射图Ｆｉｇ.２㊀Ｘ－ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｇ－Ｃ３Ｎ４ꎬＦｅＷＯ４ａｎｄＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４２.１.３㊀ＳＥＭＦＷＣ－５０的ＳＥＭ如图３所示.纯相ｇ－Ｃ３Ｎ４为片层结构[２０]ꎬ当它与ＦｅＷＯ４复合后ꎬ复合催化剂形状不规则ꎬ主要呈厚片状和块状.高分辨率图(图３ｂ)显示ＦＷＣ－５０最小尺寸约为３０ｎｍ.图３㊀ＦＷＣ－５０的ＳＥＭ图像Ｆｉｇ.３㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｏｆＦＷＣ－５０３８５西南民族大学学报(自然科学版)第４７卷２.１.４㊀固体紫外光谱图４为ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂的固体紫外光谱图.如图４所示ꎬ纯ｇ－Ｃ３Ｎ４最大吸收约为４５０ｎｍꎬ随着ＦｅＷＯ４质量比的增加ꎬＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂的可见光响应范围增加.进一步利用Ｋｕｂｅｌｋａ－Ｍｕｎｋ公式[２１]计算ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４的禁带宽度ꎬ结果如图５所示.纯ｇ－Ｃ３Ｎ４的禁带宽度为２.７ｅＶꎬＦＷＣ－１０㊁ＦＷＣ－３０和ＦＷＣ－５０的禁带宽度分别为２.６ｅＶꎬ２.５ｅＶ和２.３ｅＶ.计算结果表明ꎬ与纯ｇ－Ｃ３Ｎ４相比ꎬＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂的禁带宽度变窄ꎬ拓宽了光的响应波长ꎬ提高了可见光的利用率.其中ＦＷＣ－５０的禁带宽度最小ꎬ对可见光具有较好的响应.图４㊀ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４的固体紫外可见光谱图Ｆｉｇ.４㊀Ｓｏｌｉｄｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ－ｖｉｓｉｂｌｅｓｐｅｃｔｒａｏｆｇ－Ｃ３Ｎ４ａｎｄＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４图５㊀ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４的禁带宽度图Ｆｉｇ.５㊀Ｂａｎｄｇａｐｓｏｆｇ－Ｃ３Ｎ４ａｎｄＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４２.１.５㊀固体荧光ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂荧光光谱如图６所示.在３６５ｎｍ激发波长的条件下ꎬｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂显示出不同的荧光强度.由半导体发光机理可知ꎬ光生载流子复合率越大ꎬ荧光强度越大[２２].其中ｇ－Ｃ３Ｎ４荧光强度最大ꎬ说明ｇ－Ｃ３Ｎ４光生载流子复合最快.ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂较ｇ－Ｃ３Ｎ４荧光强度有明显的下降ꎬ其中ＦＷＣ－３０和ＦＷＣ－５０的荧光强度最小ꎬ表明ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４两者的复合抑制了光生载流子的复合ꎬ有利于光催化活性的提高.图６㊀ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４荧光光谱图Ｆｉｇ.６㊀Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓｐｅｃｔｒａｏｆｇ－Ｃ３Ｎ４ａｎｄＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４２.２㊀光催化性能亚甲基蓝浓度采用紫外可见光谱在最大吸收波长６６５ｎｍ处进行测定ꎬ图７为ＦＷＣ－５０降解亚甲基蓝的紫外可见光谱图.ｇ－Ｃ３Ｎ４和不同比例ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂在可见光下对亚甲基蓝的降解结果如图８所示.在氙灯照射下ꎬｇ－Ｃ３Ｎ４对亚甲基蓝的降解率仅为５３.２％.而同等条件下ꎬＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂对亚甲基蓝的降解率有了明显提高.ＦＷＣ－１０ꎬＦＷＣ－３０和ＦＷＣ－５０对亚甲基蓝的降解率分别为７８.３％ꎬ８４.１％和８７.３％.为了进一步研究不同催化剂对亚甲基蓝降解的反应动力学ꎬ利用一级动力学公式ｌｎ(Ｃ０/Ｃｔ)＝ｋｔ＋ｂ对实验数据拟合[２３]ꎬ结果如图９所示.ｇ－Ｃ３Ｎ４的反应动力学常数ｋ为０.００１８２ｍｉｎ－１ꎬ而ＦＷＣ－１０ꎬＦＷＣ－３０和ＦＷＣ－５０的反应动力学常数分别为０.００３８３ｍｉｎ－１ꎬ０.００４４３ｍｉｎ－１和０.００４５ｍｉｎ－１.４８５第６期马骁ꎬ等:ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合材料的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解研究㊀ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂的光催化反应速率明显高于ｇ－Ｃ３Ｎ４ꎬ其中ＦＷＣ－５０速率常数最大ꎬ是ｇ－Ｃ３Ｎ４的２.５倍.这可能是由于ＦｅＷＯ４和ｇ－Ｃ３Ｎ４复合后ꎬ提高了催化剂对亚甲基蓝的吸附.另外ꎬ从催化剂的固体紫外和荧光光谱可知ꎬ复合催化剂提高了可见光的利用率ꎬ降低了光生电子－空穴对的复合ꎬ从而提高了光催化反应效率.与文献相比ꎬ该论文制备的ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４催化剂合成方法总体较为简单ꎬ并且具有良好的光催化活性ꎬ克服了ｇ－Ｃ３Ｎ４光催化活性较低[２４]以及ＦｅＷＯ４不容易回收的缺点ꎬ可以为复合光催化剂的制备和应用提供新的思路.图７㊀ＦＷＣ－５０降解亚甲基蓝紫外图Ｆｉｇ.７㊀ＵＶｓｐｅｃｔｒａｏｆｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅｂｙＦＷＣ－５０图８㊀ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４对亚甲基蓝的光催化降解率Ｆｉｇ.８㊀Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅｂｙｇ－Ｃ３Ｎ４ａｎｄＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４图９㊀ｇ－Ｃ３Ｎ４和ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４的反应动力学常数Ｆｉｇ.９㊀Ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｓｏｆｇ－Ｃ３Ｎ４ａｎｄＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４２.３㊀ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４的循环性实验ＦＷＣ－５０光催化降解亚甲基蓝的循环实验结果如图１０所示.催化剂经过循环实验后ꎬ降解率略微下降ꎬ从最初的８７.３％降到７０.７％.降解率的降低可能是催化剂表面活性物质的破坏和损失导致的.总体来说ꎬ循环实验结果表明ＦＷＣ－５０复合催化剂稳定性较好.图１０㊀ＦＷＣ－５０循环实验图Ｆｉｇ.１０㊀ＣｙｃｌｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄｉａｇｒａｍｂｙＦＷＣ－５０２.４㊀自由基捕获实验光催化降解反应过程中常常产生大量的自由基.本自由基捕获实验分别往反应溶液加入叔丁醇(ＴＢＡ)ꎬ草酸铵(ＡＯ)和对苯醌(ＢＱ)来捕获反应过程中的羟基自由基( ＯＨ)ꎬ空穴(ｈ＋)和过氧自由基５８５西南民族大学学报(自然科学版)第４７卷( Ｏ２－)[２５－２６].加入不同捕获剂的光催化降解实验结果如图１１所示.结果表明ꎬ加入捕获剂后ꎬＦＷＣ－５０对亚甲基蓝的光催化降解率都有不同程度的下降.加入叔丁醇和对苯醌后ꎬ降解率从原本的８７.３％分别降为７６.１％和７４.７％ꎬ表明 ＯＨ和 Ｏ２－对亚甲基蓝的光催化降解都有贡献ꎬ但不是主要活性物种.而草酸铵加入后对反应的抑制较为明显ꎬ降解率降为３９.９％ꎬ表明空穴(ｈ＋)是主要活性物种ꎬ贡献较大.图１１㊀不同捕获剂对ＦＷＣ－５０光催化降解效率的影响Ｆｉｇ.１１㊀ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｐｔｕｒｅａｇｅｎｔｓｏｎｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＦＷＣ－５０３㊀结论本文通过溶剂热法成功制备出不同比例的Ｆｅ￣ＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂ꎬ并利用ＩＲ㊁ＸＲＤ和ＳＥＭ对催化剂的组成和结构进行表征ꎬ进一步以亚甲基蓝为模拟有机污染物ꎬ研究了复合催化剂的光催化活性.实验结果表明ꎬ与纯ｇ－Ｃ３Ｎ４相比ꎬＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂光催化效果明显提高.ＦｅＷＯ４质量比为５０％的催化剂光催化活性最好ꎬ３００ｍｉｎ反应后亚甲基蓝降解率为８７.３％.催化剂循环实验表明ＦＷＣ－５０复合催化剂具有较好的循环稳定性.ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合催化剂光催化性能的提高主要是因为ＦｅＷＯ４和ｇ－Ｃ３Ｎ４复合后抑制了光生载流子的复合ꎬ降低了禁带宽度ꎬ提高了可见光的利用率.另外自由基捕获实验表明 ＯＨꎬｈ＋和 Ｏ２－都是光催化降解亚甲基蓝过程中的活性物种ꎬ其中ｈ＋的贡献较大.参考文献[１]尹竞ꎬ廖高祖ꎬ朱冬韵ꎬ等.ｇ－Ｃ３Ｎ４/石墨烯复合材料的制备及光催化活性的研究[Ｊ].中国环境科学ꎬ２０１６(３):７３５－７４０.[２]ＦＵＪＩＳＨＩＭＡＡꎬＺＨＡＮＧＸＴꎬＴＲＹＫＤＡ.ＴｉＯ２ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅ￣ｌａｔｅｄｓｕｒｆａｃｅｐｈｅｎｏｍｅｎａ[Ｊ].ＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅＲｅｐｏｒｔｓꎬ２００８ꎬ６３(１２):５１５－５８２.[３]高闯闯ꎬ刘海成ꎬ孟无霜ꎬ等.Ａｇ３ＰＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合光催化剂的制备及其可见光催化性能[Ｊ].环境科学ꎬ２０２１ꎬ４２(５):２３４３.[４]ＭＡＪꎬＴＡＮＸꎬＪＩＡＮＧＦꎬｅｔａｌ.ＧｒａｐｈｉｔｉｃＣ３Ｎ４ｎａｎｏｓｈｅｅｔ－ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄｂｒｏｏｋｉｔｅＴｉＯ２ｔｏａｃｈｉｅｖｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｈｙｄｒｏｇｅｎｅｖｏｌｕｔｉｏｎｕｎｄｅｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔ[Ｊ].ＣａｔａｌｙｓｉｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１７ꎬ７(１５):３２７５－３２８２.[５]ＺＨＵＢＣꎬＸＩＡＰＦꎬＬＩＹꎬｅｔａｌ.Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉ￣ｔｙｅｎｈａｎｃｅｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｄｉｒｅｃｔＺ－ｓｃｈｅｍｅｇ－Ｃ３Ｎ４/Ａｇ２ＷＯ４ｐｈｏｔｏ￣ｃａｔａｌｙｓｔ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７ꎬ３９１:１７５－１８３.[６]夏静芬ꎬ胡煜钗ꎬ常岩航ꎬ等.ＴｉＯ２/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合光催化剂的制备及可见光降解罗丹明Ｂ研究[Ｊ].安全与环境学报ꎬ２０１８(６):２４１３－２４１９.[７]ＮＧＵＹＥＮＶＫꎬＴＨＩＶＮＮꎬＴＲＡＮＨＨꎬｅｔａｌ.Ａｆａｃｉｌｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｇ－Ｃ３Ｎ４/ＢａＴｉＯ３ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄａｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅｕｎｄｅｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔ[Ｊ].ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０２１ꎬ４４(１):９.[８]胡俊俊ꎬ丁同悦ꎬ陈奕桦ꎬ等.Ａｇ３ＰＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合材料的制备及其光催化性能[Ｊ].精细化工ꎬ２０２１ꎬ３８(０３):４８３－４８８.[９]ＯＪＨＡＤＰꎬＫＡＲＫＩＨＰꎬＳＯＮＧＪＨꎬｅｔａｌ.Ａｍｉｎｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＦｅＷＯ４ｎａｎｏｒｏｄｇ－Ｃ３Ｎ４ｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｄｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔ－ｄｒｉｖｅｎＺ－ｓｃｈｅｍｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｉｓ[Ｊ].ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＰａｒｔＢ－Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１９ꎬ１６０:２７７－２８４.[１０]ＦＥＮＧＪꎬＧＡＯＭＭꎬＺＨＡＮＧＺＱꎬｅｔａｌ.Ｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａ￣ｌｙｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｇ－Ｃ３Ｎ４ｔｒｅａｔｅｄｂｙｔｈｅｒｍａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎꎬｓｏｌｖｏ￣ｔｈｅｒｍａｌａｎｄｐｒｏｔｏｎａｔｉｏｎ[Ｊ].ＲｅｓｕｌｔｓｉｎＰｈｙｓｉｃｓꎬ２０１８ꎬ１１:３３１－３３４.[１１]ＣＨＯＩＪＵꎬＪＯＷＫ.ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｄｅｃｏｒａｔｅｄｗｉｔｈＮ－ｄｏｐｅｄｇｒａｐｈｅｎｅｑｕａｎｔｕｍｄｏｔｓｐｒｅｐａｒｅｄｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｓｏｎｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔｒｅｍｏｖａｌｏｆｎｏｘｉｏｕｓｖａｐｏｒｓ[Ｊ].ＣｅｒａｍｉｃｓＩｎ￣ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌꎬ２０２０ꎬ４６(８):１１３４６－１１３５６.[１２]楚增勇ꎬ原博ꎬ颜廷楠.ｇ－Ｃ３Ｎ４光催化性能的研究进展[Ｊ].无机材料学报ꎬ２０１４ꎬ２９(０８):７８５－７９４.[１３]ＷＥＮＪＱꎬＸＩＥＪꎬＣＨＥＮＸＢꎬｅｔａｌ.Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｇ－Ｃ３Ｎ４－ｂａｓｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７ꎬ３９１:７２－１２３.[１４]ＸＩＡＰＦꎬＺＨＵＢＣꎬＣＨＥＮＧＢꎬｅｔａｌ.２Ｄ/２Ｄｇ－Ｃ３Ｎ４/ＭｎＯ２ｎａｎｏ￣ｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｓａｄｉｒｅｃｔＺ－Ｓｃｈｅｍｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｄｐｈｏｔｏｃａｔ￣ａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙ[Ｊ].ＡｃｓＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１８ꎬ６(１):９６５－９７３.[１５]ＡＢＤＥＬＢＡＳＩＲＳＭꎬＥＬＳＥＭＡＮＡＭꎬＨＡＲＲＡＺＦＡꎬｅｔａｌ.ＳｕｐｅｒｉｏｒＵＶ－ｌｉｇｈｔｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｏｆｎａｎｏ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ(ＮｉｏｒＣｏ)ＦｅＷＯ４:ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｏｐｔｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｂｙａｍｉｃｒｏｅｍｕｌｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ[Ｊ].ＮｅｗＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０２１ꎬ４５(６):３１５０－３１５９.[１６]ＦＥＮＧＹＭꎬＷＡＮＧＹＺꎬＬＩＭＹꎬｅｔａｌ.Ｎｏｖｅｌｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｉｎｄｕｃｅｄ６８５第６期马骁ꎬ等:ＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４复合材料的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解研究㊀Ａｇ２Ｓ/ｇ－Ｃ３Ｎ４/ＺｎＯｎａｎｏａｒｒａｙｓｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎｆｏｒｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｈｏｔｏｃａｔａ￣ｌｙｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１８ꎬ４６２:８９６－９０３.[１７]ＲＥＤＤＹＫＲꎬＲＥＤＤＹＣＶꎬＮＡＤＡＧＯＵＤＡＭＮꎬｅｔａｌ.Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃｇｒａｐｈｉｔｉｃｃａｒｂｏｎｎｉｔｒｉｄｅ(ｇ－Ｃ３Ｎ４)－ｂａｓｅｄｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｎａｎｏ￣ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓ:Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｍｅｔｈｏｄｓꎬｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭａｎａｇｅｍｅｎｔꎬ２０１９ꎬ２３８:２５－４０.[１８]ＴＯＮＤＡＳꎬＫＵＭＡＲＳꎬＢＨＡＲＤＷＡＪＭꎬｅｔａｌ.ｇ－Ｃ３Ｎ４/ＮｉＡｌ－ＬＤＨ２Ｄ/２Ｄｈｙｂｒｉｄｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎｆｏｒｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐｈｏｔｏｃａｔａ￣ｌｙｔｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｉｎｔｏｒｅｎｅｗａｂｌｅｆｕｅｌｓ[Ｊ].ＡｃｓＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉ￣ａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓꎬ２０１８ꎬ１０(３):２６６７－２６７８.[１９]ＭＡＹＣꎬＧＵＯＹＨꎬＪＩＡＮＧＨＹꎬｅｔａｌ.Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｎｅｔｗｏｒｋ－ｌｉｋｅＺｎＯ－ＦｅＷＯ４ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｈｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｔｕｎａｂｌｅｂａｎｄｇａｐｓａｎｄｔｈｅｉｒｅｎｈａｎｃｅｄｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].ＮｅｗＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙꎬ２０１５ꎬ３９(７):５６１２－５６２０.[２０]杜雪冬ꎬ衣晓虹ꎬ王鹏ꎬ等.模拟太阳光照射下ＭＩＬ－１００(Ｆｅ)/ｇ－Ｃ３Ｎ４异质结光催化Ｃｒ(Ⅵ)还原和双氯芬酸钠降解(英文)[Ｊ].催化学报ꎬ２０１９ꎬ４０(０１):７０－７９.[２１]ＤＡＤＩＧＡＬＡＲꎬＢＡＮＤＩＲꎬＧＡＮＧＡＰＵＲＡＭＢＲꎬｅｔａｌ.Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｉｎｓｉｔｕｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄＦｅＷＯ４/ｇ－Ｃ３Ｎ４ｎａｎｏｓｈｅｅｔｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄＺ－ｓｃｈｅｍｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｒｈｏｄａｍｉｎｅＢａｎｄｔｅｔｒａｃｙｃｌｉｎｅ[Ｊ].ＮａｎｏｓｃａｌｅＡｄｖａｎｃｅｓꎬ２０１９ꎬ１(１):３２２－３３３.[２２]ＸＵＪꎬＷＡＮＧＺＰꎬＺＨＵＹＦ.Ｅｎｈａｎｃｅｄｖｉｓｉｂｌｅ－ｌｉｇｈｔ－ｄｒｉｖｅｎｐｈｏ￣ｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｐｏｒｏｕｓｇ－Ｃ３Ｎ４Ｎａｎｏｓｈｅｅｔｓ[Ｊ].ＡｃｓＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓꎬ２０１７ꎬ９(３３):２７７２７－２７７３５.[２３]ＧＯＮＧＹꎬＺＨＡＯＸꎬＺＨＡＮＧＨꎬｅｔａｌ.ＭＯＦ－ｄｅｒｉｖｅｄｎｉｔｒｏｇｅｎｄｏｐｅｄｃａｒｂｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｇ－Ｃ３Ｎ４ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｗｉｔｈｅｎ￣ｈａｎｃｅｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒｂｉｓｐｈｅｎｏｌａｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｗｉｔｈｐｅｒｏｘｙ￣ｍｏｎｏｓｕｌｆａｔｅｕｎｄｅｒｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＣａｔａｌｙｓｉｓＢ－Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌꎬ２０１８ꎬ２３３:３５－４５.[２４]ＲＯＮＧＸＳꎬＱＩＵＦＸꎬＲＯＮＧＪꎬｅｔａｌ.Ｅｎｈａｎｃｅｄｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｐｈｏｔｏ￣ｃａｔａｌｙｔｉｃａｃｔｉｖｉｔｙｏｆＷ－ｄｏｐｅｄｐｏｒｏｕｓｇ－Ｃ３Ｎ４ａｎｄｅｆｆｅｃｔｏｆＨ２Ｏ２[Ｊ].ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓꎬ２０１６ꎬ１６４:１２７－１３１.[２５]ＹＡＮＧＸＦꎬＱＩＮＪＬꎬＪＩＡＮＧＹꎬｅｔａｌ.ＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆＰ２５/Ａｇ３ＰＯ４/ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｆｏｒｅｎｈａｎｃｅｄｓｏｌａｒｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇ￣ｒａｄａｔｉｏｎｏｆｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｌｕｔａｎｔｓａｎｄｂａｃｔｅｒｉａ[Ｊ].ＡｐｐｌｉｅｄＣａｔａｌｙｓｉｓＢ－Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌꎬ２０１５ꎬ１６６:２３１－２４０.[２６]ＷＵＳＱꎬＨＵＨＹꎬＬＩＮＹꎬｅｔａｌ.Ｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｄｅｇｒａ￣ｄａｔｉｏｎｏｆｔｅｔｒａｃｙｃｌｉｎｅｏｖｅｒＴｉＯ２[Ｊ].ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌꎬ２０２０ꎬ３８２:１２２８４２.(责任编辑:李建忠ꎬ付强ꎬ张阳ꎬ和力新ꎬ罗敏ꎻ英文编辑:周序林ꎬ郑玉才)７８５。
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Ｆ Ｃ ３ Ｈ２ Ｆ Ｓ ｅ １ ・６ Ｏ、 ｅ Ｏ４・ Ｈ２ Ａ ＮＯ ， 析 纯 ， ７ Ｏ、 ｇ ３ 分 国药集 团化学试 剂有 限公 司 ； 氨水 （ 分析 纯 ） Ｃ Ｈｓ 、 ｚ ＯＨ
（ 级 纯 ） 北 京 化 工 厂 。实 验 用 水 为 蒸 馏 水 （ 应 前 通 优 ， 反
米 Ｆ ３ 粒 子对 亚 甲基 蓝 的 降 解 作 用 。结 果 表 明 ， 米 Ｆ 粒子 具 有 相 对 较 小 的 粒 径 ； ｅＯ 纳 ｅ０ 当溶 液 ｐ 值 为 ４ ２ Ｈ２ ２ Ｈ ． 、 加 Ｏ 入 量 为 ２ｍ ・ 时 ， ０ ９ｇ・Ｌ 的 Ｆ 。 悬 浊液 对 １ Ｌ Ｌ 用 ． ｅ０４ ０ｍｇ・ 的 亚 甲基 蓝 溶 液 进 行 降 解 ， ｍｉ Ｌ ５ ｎ内亚 甲 基 蓝 的 降解
率 可 达 ９． 。 ６５
关 键 词 ： 米 四 氧化 三铁 ； 沉 淀 法 ； 击 流反 应 器 ； 甲基 蓝 ； 声 降 解 纳 共 撞 亚 超 中 图分 类 号 ： Ｂ ３ ３ Ｘ ７ ８ Ｔ ８ ８ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２ ４ ５ ２ １ ） ０ ０ ２ —０ １ ７ —５ ２ （ ０ ０ １ — ０ ８ ３
物 高分子 ， 固定 化酶 、 向药 物 、 在 靶 细胞 分离 、 免疫分 析 等方 面都有 应用 。铁 氧 化 物 （ 包括 Ｆ ｓ ４ ７Ｆ ｚ 、— ｅＯ 、－ ｅ ａ Ｆ ） 为一种磁 性 原料 ， 论在 工业 生 产还 是 科学 ｅＯ。作 无 研究 中都备 受瞩 目， 磁性 铁 氧 化物 制 备成 具 有 特殊 将
撞击 流 反 应 器 ， 自制 ； ＫＱ２ Ｏ 型 系 列 超 声 反 应 １Ｏ
质， 如单磁 畴 结 构 、 顺 磁 性 、 超 高矫 顽 力 、 相 变 温 度 磁
等 。磁 性 纳 米 粒 子 由 于 特 殊 的 超 顺 磁 性 ， 巨 磁 电 阻 、 在
・
器 ， 山市 超声 仪器 有 限 公 司 ； 昆 ＵＶ一８ ｏ ｃ型 紫 外 可 １ｏＰ 见分 光光 度 计 ， 海 美 谱 达 仪 器 有 限公 司 ； ／ ｘ 上 ＲＤ ｍａ － Ｒ Ｂ型 Ｘ 射 线 衍 射 仪 （ ｕ靶 、 电 压 ４ Ｖ、 电 流 一 Ｃ 管 ０ｋ 管
和现象 被发现 ， 已成 为 人 们研 究 的 热点 。当磁性 材 料
的 尺 寸 达 到 纳 米 尺 度 时 ， 具 有 纳 米 材 料 常 见 的 特 点 除 外 ， 为 本 身 的 磁 结 构 ， 具 有 一 些 磁 性 材 料 特 有 的 性 因 还
氮气 ３ ｎ以除去其 中的氧气 ） ０ｍｉ 。
２１，ｏ ２ Ｎ． ００Ｖ１７ ｏ１ ． ０亿 与 耋 物 Ｚ 程
Ｃｈ ｍｉ ｒ ＆ Ｂｉｅ ｇｉｅ ｉ ｇ ｅ ｓ ｙ ｔ ｏ ｎ ｎ ｅｒ ｎ
纳 米 四 氧 化 三 铁 降解 亚 甲基 蓝 的 研 究
刘 东 ， 祥 武 ， 晓 刚 曾 罗
（ 汉 工 程 大 学 化 工 与 制 药 学 院 绿 色化 工 过 程 省 部 共 建 教 育 部 重 点 实验 室 ， 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 武 湖 ３ ０ ３
随 着 纳 米 科 学 的 不 断 发 展 ， 们 对 纳 米 材 料 的 性 人
能提 出 了越来 越 高 的要 求 。同时 ， 米 技术 的快 速发 纳
展 ， 磁学 这 一 古 老 的学 科 注 入 了新 的生 机 与 活 力 。 给
１ 实验
１ １ 试 剂 和 仪 器 ．
随着 纳米技术 与磁 学 的结 合 ， 性 材 料很 多 新 的性 质 磁
１ ０ｍＡ） Ｍ ｏ ｅ Ｈ一０ ０ 、 ｄ ｌ ８ ０型 透 射 电 镜 （ 压 为 １ Ｖ） 电 ０ｋ ，
磁 性液体 和磁记 录 、 磁 、 磁 、 制 冷 、 软 永 磁 巨磁 阻 抗 材 料
以及磁光器 件 、 探测器 等方 面具有广 阔 的应 用前景 。 磁
此 外 在 生 物 医 学 领 域 ， 性 纳 米 粒 子 通 过 表 面 包 裹 生 磁
度 、 Ｈ 值 条件 下 ， ｐ 高速 搅拌 进行 反应 ， 离心得 到沉 淀 ， 将 沉淀 洗涤 、 干燥 ， 得到 纳 米 Ｆ 。 颗 粒 。真 空抽 滤 ， ｅ
用 无 水 乙 醇 洗 涤 ， 至 用 ５ Ａｇ 液 检 测 滤 液 无 直 ＮＯ 溶
目前 ， 用撞 击流 反应 器 ～共 沉淀 法制 备 磁 性纳 米 Ｆ 。 粒 子在 国内 尚未 见报道 。作 者在浸 没循 环撞 击 ｅＯ‘ 流反应 器［ ］ 以氨水 为沉淀剂 ， Ｆ Ｃ ・ Ｈ Ｏ和 ５ 中， 以 ｅＩ ６ Ｆ Ｓ ・７ Ｏ 为 原 料制 备磁 性 纳 米 Ｆ 。） ｅＯ Ｈ ｅ（ ４粒 子 ， 并
摘 要 ： 浸 没 循 环 撞 击 流反 应 器 中通 过 共 沉 淀 法 ， 在 以氨 水 为 沉 淀 荆 ， Ｆ Ｃ ・６ Ｏ 和 Ｆ Ｓ ・ Ｈｚ 为 原 料 制 以 ｅＩ Ｈｚ ｅＯ ７ ｏ
备 了磁 性 纳 米 Ｆ 。 粒 子 。 采 用 ＸＲ Ｔ Ｍ 等 多种 方 法对 制 得 的 纳 米 粒 子 的 结构 和 性 能 进 行 了表 征 ， 研 究 了磁 性 纳 ｅ０ Ｄ、 Ｅ 井