磷钨酸光催化降解有机污染物研究进展
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
性和更 低 的氧化 电位 ， 是 理想 的光催 化剂 。但 是 ，
类对 环境 保护 的 日益 重视 ， 许 多学 者研 究 用 Ｔ ｉ Ｏ 催化 光解 处理染 料废 水 ， 但 Ｔ ｉ Ｏ 并 不 能对 所 有 的 物质 都体 现光催 化 活性 ： 因此 有 必 要 针 对 不 同有 机物 的光 催 化分 解 机 理 优 选新 型催 化 剂 。 目前 ， 采用 多酸 作为光 催化 剂处 理有 机废 水 的研究 处 于
２ ０ １ ５年 １ １ 月
鲁
瑶等． 磷钨酸光催化降解有机污染物研究进展
３ ９
磷 钨 酸光 催 化 降解 有 机 污 染 物 研 究 进展
鲁 瑶， 杨 水 金
（ 湖北师 范学 院化 学化工学院 ， 湖北黄石 ４ ３ ５ ０ ０ ２ ）
摘
要
综述 了近年来磷钨酸和负载 型磷 钨酸在光催 化 降解有机 污染物方 面 的应 用 。着重 介绍
１ ． １ 磷钨 酸对 甲基 橙光 催化 降解 近年 来 ， 多酸化 学发 展迅 速 ， 因其具 有较 强 的 氧化 性 和酸性 ， 并 且 可 以通过 改 变 原 子 组 成 和 多 酸 阴离子 结构来 系统控制 多 酸 的结 构 ， 在 有 机合
磷钨酸对 甲基橙溶液具有光催化脱色降解作 用， 其 光催 化 活性 与催化 剂用 量 、 甲基橙 溶液 的初 始浓度 、 光 照强 度 和 光 照 时 间有 关 。王 敏 等 进
化剂加人量 的最佳值 为 ８ ０ ｍ ｇ ／ １ ０ ０ ｍ Ｌ甲基橙溶 液； 在 较低 浓度 下 ， ２ ０ ｍｇ ／ Ｌ甲基 橙 溶 液光 催 化反
应速 率符 合一 级动 力学方 程 ； 外加 Ｔ ｉ Ｏ ：和氧 化剂 Ｈ ： Ｏ ： 、 Ｋ Ｉ Ｏ 可 提 高光催 化反 应速 率 。
的载体 上 。负 载催化 剂 的制备 方法 主要 有溶 胶 一
凝胶法 、 浸渍法和水热分散法等。 目前已研究过 的载 体 主要有 ＭＣ Ｍ一 ４ １ 分子筛 、 Ｔ ｉ Ｏ 、 Ｓ ｉ Ｏ ， 、 活性
炭、 Ａ Ｊ Ｏ 。 、 离子 交换 树脂 、 凹 凸棒 土 和膨 润土 等 。
负载型磷钨酸 的催化合成和光催化降解有 机污染物 的应用 ， 研 究结果 表明 ，Ｚ ｎ ／ Ａ １ 类 水滑石 及其
插层材料 、 磷 钨酸表面修饰 Ｔ ｉ Ｏ 光催化降解污染物降解率最高 。 关键词 磷钨酸 光催化 降解 有机污染物 水滑石
２ ０世纪 ８ ０年代末 ， 光催化氧化开始应用 于 环境 污染 控制 领域 ， 与传 统水 处理 技术相 比 ， 光催
行 了磷 钨 酸借 自然 光催化 甲基 橙溶 液 降解脱 色 的
研究 。实 验表 明 ，１ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 的 甲基橙 溶 液 在 自然 光照 条 件 下 ， 当催 化 剂 浓度 为 ２ ． ０ ｇ ／ Ｌ， 光 照
成方 面表 现 出优越 的催 化性 能 。甲基橙 是有 代表 性 的染料 模 型化 合 物 ， 其 主体 结 构 是 偶 氮 和醌 式 结构 。含 有 甲基橙 染料 的废水 毒性 强 、 排 放 量大 、
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５— ０ ８— ２ １ 。 作 者简介 ： 鲁瑶 ， 本科 ， 主要从事无机功能材料的研 究。 基 金项 目： 湖北高校 ２ ０ １ ３年 省大学 生创新 创业训 练计划项
化具 有 显 著 的节 能 、 高效 、 污 染 物 降 解 彻 底 等 优 点 。氧化 性强 的催 化剂利 用 光可 以将有 机污 染物 氧化 成 Ｈ ： Ｏ、 Ｃ Ｏ ：等小 分 子 。 该 方法 能处 理 多 种 有机 污染 物 ， 使 用 范 围广 ， 对难 降解 的有 机物 具有 很好 的 氧化 分解 作 用 。杂 多 酸 因具 有强 酸 性 、 强 氧化 性 、 光 电催化 、 结构 稳 定 、 可 再生 、 修饰性强 、 腐蚀 性 小 、 无污染等优点 ， 用 作 光 催 化 剂 备 受 关 注 。有 Ｋ ｅ ｇ ｇ ｉ ｎ结 构 的 １ ２一磷 钨 酸 （ Ｈ３ Ｐ Ｗ ： Ｏ ｏ ， 简写 为 Ｈ Ｐ ＷＡ） 具有更 强的酸性 、 更 高 的 热 稳 定
１ 磷 钨 酸
ห้องสมุดไป่ตู้
磷钨 酸对 多 种 有机 污 染 物 具 有光 解 作 用 ， 在 光催化 化 学 中具 有 广 阔 的应 用 前 景 … 。 目前 杂 多酸 光催 化研究 所 面临 的关键 问题 在 于载体 的选 择、 活性 成分 的溶脱 、 催化 剂 的重复 利用 和光 解机
制 的确立 。
刚 刚起 步 阶段 。颜 桂 炀 等 研 究 得 出 ： 磷 钨 酸对
甲基橙溶液具有光催化脱色降解作用 ， 其光催化
活性 与催 化剂 用量 、 甲基 橙溶 液初始 浓 度 、 光 照 强
度有关 ； 磷 钨酸 光 催 化 降解 甲基 橙 为 一 级 动力 学 模型 反应 ： Ｉ ｎ （ Ｃ ／ Ｃ） ＝Ｋ ｔ ， 在反 应温 度下 甲基 橙 降 解脱 色 表 观 反 应 速 率 常 数 Ｋ ＝ ０ ． ０ ３ １ ４ ２ ； 初 步研 究结 果 表 明 ， ２ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 的 甲 基 橙 溶 液 在 紫 外 灯 （ １ ６ ｗ） 下， 催化 剂磷 钨酸 最佳 用量 为 １ ． ５ ｇ ／ Ｌ ， 辐 射１ ｈ后 ， 溶 液 的脱色 率可 达 ９ ６ ． ６ ２ ％。 王玲 以甲基 橙 为模 拟 染 料废 水 ， 磷 钨 酸为 光催 化剂 ， 在紫 外光 照射 下进 行光催 化 降解试 验 ；
另研究 了外加 Ｔ ｉ Ｏ 和 氧化 剂 Ｈ ： Ｏ 、 Ｋ Ｉ Ｏ 对 甲基 橙溶 液脱 色效 果 的影 响 。研 究 表 明 ： 磷 钨 酸光 催
杂多 酸 的 比表 面 积 较 小 （＜１ ０ ｍ ／ ｇ ） ， 催 化 剂 回 收 困难 ， 故在 实际 生 产 中均将 杂 多 酸 负 载 在合 适
类对 环境 保护 的 日益 重视 ， 许 多学 者研 究 用 Ｔ ｉ Ｏ 催化 光解 处理染 料废 水 ， 但 Ｔ ｉ Ｏ 并 不 能对 所 有 的 物质 都体 现光催 化 活性 ： 因此 有 必 要 针 对 不 同有 机物 的光 催 化分 解 机 理 优 选新 型催 化 剂 。 目前 ， 采用 多酸 作为光 催化 剂处 理有 机废 水 的研究 处 于
２ ０ １ ５年 １ １ 月
鲁
瑶等． 磷钨酸光催化降解有机污染物研究进展
３ ９
磷 钨 酸光 催 化 降解 有 机 污 染 物 研 究 进展
鲁 瑶， 杨 水 金
（ 湖北师 范学 院化 学化工学院 ， 湖北黄石 ４ ３ ５ ０ ０ ２ ）
摘
要
综述 了近年来磷钨酸和负载 型磷 钨酸在光催 化 降解有机 污染物方 面 的应 用 。着重 介绍
１ ． １ 磷钨 酸对 甲基 橙光 催化 降解 近年 来 ， 多酸化 学发 展迅 速 ， 因其具 有较 强 的 氧化 性 和酸性 ， 并 且 可 以通过 改 变 原 子 组 成 和 多 酸 阴离子 结构来 系统控制 多 酸 的结 构 ， 在 有 机合
磷钨酸对 甲基橙溶液具有光催化脱色降解作 用， 其 光催 化 活性 与催化 剂用 量 、 甲基橙 溶液 的初 始浓度 、 光 照强 度 和 光 照 时 间有 关 。王 敏 等 进
化剂加人量 的最佳值 为 ８ ０ ｍ ｇ ／ １ ０ ０ ｍ Ｌ甲基橙溶 液； 在 较低 浓度 下 ， ２ ０ ｍｇ ／ Ｌ甲基 橙 溶 液光 催 化反
应速 率符 合一 级动 力学方 程 ； 外加 Ｔ ｉ Ｏ ：和氧 化剂 Ｈ ： Ｏ ： 、 Ｋ Ｉ Ｏ 可 提 高光催 化反 应速 率 。
的载体 上 。负 载催化 剂 的制备 方法 主要 有溶 胶 一
凝胶法 、 浸渍法和水热分散法等。 目前已研究过 的载 体 主要有 ＭＣ Ｍ一 ４ １ 分子筛 、 Ｔ ｉ Ｏ 、 Ｓ ｉ Ｏ ， 、 活性
炭、 Ａ Ｊ Ｏ 。 、 离子 交换 树脂 、 凹 凸棒 土 和膨 润土 等 。
负载型磷钨酸 的催化合成和光催化降解有 机污染物 的应用 ， 研 究结果 表明 ，Ｚ ｎ ／ Ａ １ 类 水滑石 及其
插层材料 、 磷 钨酸表面修饰 Ｔ ｉ Ｏ 光催化降解污染物降解率最高 。 关键词 磷钨酸 光催化 降解 有机污染物 水滑石
２ ０世纪 ８ ０年代末 ， 光催化氧化开始应用 于 环境 污染 控制 领域 ， 与传 统水 处理 技术相 比 ， 光催
行 了磷 钨 酸借 自然 光催化 甲基 橙溶 液 降解脱 色 的
研究 。实 验表 明 ，１ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 的 甲基橙 溶 液 在 自然 光照 条 件 下 ， 当催 化 剂 浓度 为 ２ ． ０ ｇ ／ Ｌ， 光 照
成方 面表 现 出优越 的催 化性 能 。甲基橙 是有 代表 性 的染料 模 型化 合 物 ， 其 主体 结 构 是 偶 氮 和醌 式 结构 。含 有 甲基橙 染料 的废水 毒性 强 、 排 放 量大 、
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５— ０ ８— ２ １ 。 作 者简介 ： 鲁瑶 ， 本科 ， 主要从事无机功能材料的研 究。 基 金项 目： 湖北高校 ２ ０ １ ３年 省大学 生创新 创业训 练计划项
化具 有 显 著 的节 能 、 高效 、 污 染 物 降 解 彻 底 等 优 点 。氧化 性强 的催 化剂利 用 光可 以将有 机污 染物 氧化 成 Ｈ ： Ｏ、 Ｃ Ｏ ：等小 分 子 。 该 方法 能处 理 多 种 有机 污染 物 ， 使 用 范 围广 ， 对难 降解 的有 机物 具有 很好 的 氧化 分解 作 用 。杂 多 酸 因具 有强 酸 性 、 强 氧化 性 、 光 电催化 、 结构 稳 定 、 可 再生 、 修饰性强 、 腐蚀 性 小 、 无污染等优点 ， 用 作 光 催 化 剂 备 受 关 注 。有 Ｋ ｅ ｇ ｇ ｉ ｎ结 构 的 １ ２一磷 钨 酸 （ Ｈ３ Ｐ Ｗ ： Ｏ ｏ ， 简写 为 Ｈ Ｐ ＷＡ） 具有更 强的酸性 、 更 高 的 热 稳 定
１ 磷 钨 酸
ห้องสมุดไป่ตู้
磷钨 酸对 多 种 有机 污 染 物 具 有光 解 作 用 ， 在 光催化 化 学 中具 有 广 阔 的应 用 前 景 … 。 目前 杂 多酸 光催 化研究 所 面临 的关键 问题 在 于载体 的选 择、 活性 成分 的溶脱 、 催化 剂 的重复 利用 和光 解机
制 的确立 。
刚 刚起 步 阶段 。颜 桂 炀 等 研 究 得 出 ： 磷 钨 酸对
甲基橙溶液具有光催化脱色降解作用 ， 其光催化
活性 与催 化剂 用量 、 甲基 橙溶 液初始 浓 度 、 光 照 强
度有关 ； 磷 钨酸 光 催 化 降解 甲基 橙 为 一 级 动力 学 模型 反应 ： Ｉ ｎ （ Ｃ ／ Ｃ） ＝Ｋ ｔ ， 在反 应温 度下 甲基 橙 降 解脱 色 表 观 反 应 速 率 常 数 Ｋ ＝ ０ ． ０ ３ １ ４ ２ ； 初 步研 究结 果 表 明 ， ２ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 的 甲 基 橙 溶 液 在 紫 外 灯 （ １ ６ ｗ） 下， 催化 剂磷 钨酸 最佳 用量 为 １ ． ５ ｇ ／ Ｌ ， 辐 射１ ｈ后 ， 溶 液 的脱色 率可 达 ９ ６ ． ６ ２ ％。 王玲 以甲基 橙 为模 拟 染 料废 水 ， 磷 钨 酸为 光催 化剂 ， 在紫 外光 照射 下进 行光催 化 降解试 验 ；
另研究 了外加 Ｔ ｉ Ｏ 和 氧化 剂 Ｈ ： Ｏ 、 Ｋ Ｉ Ｏ 对 甲基 橙溶 液脱 色效 果 的影 响 。研 究 表 明 ： 磷 钨 酸光 催
杂多 酸 的 比表 面 积 较 小 （＜１ ０ ｍ ／ ｇ ） ， 催 化 剂 回 收 困难 ， 故在 实际 生 产 中均将 杂 多 酸 负 载 在合 适