繁一满金匡骞年镶亿会议论文集 文鼍缤号：P D 0 9 2 杂化材料的光催化性质 杨晓梅，胡桂英，高华春，夺文兴，程铁欣，周广栋。 ( 轰棒大学纯学学院，长春1 3 0 0 2 1 ) 关键词：杂化材料，有机染料，光催化降解，脱色率 众所周知，染料废水的颜色和毒性对环境可造成严重危害。传统的污水处理方法如吸附、絮 凝、电化学以及生物氧化法等往往不能得到满意的去除效果【l l 。近年来，多相光催化氧化法开始 瘦耀子环保领域，其研究续果表明，许多有机污染物都能够通过该方法褥到不刚程度的降解社翔， 显示了良好的应用前景。人们尤其重视杂多化台物在光催化降解和矿纯水中有机污染物的环保镶 域中所发挥的作用1 4 , 5 。研究表明杂多化合物能够高效氧化分解有机污染物，使其矿化为对环境无 害翡e 0 2 移简单的无撬物，杂多化合物作为光催化裁已显示了潜在的应溺前景。 K e g g i n 型杂多化合物在光激发下可发生电子转移，而苯胺是一类优良的电子给体，将它与杂 多化合物结合，可形成电子给体一受体配合物，有望提高杂多化合物的光电性能。本文研究了杂 纯材辩P W l l C u ( C 6 H 7 N ) 2 5 ( P W l I C u ( C 6 H 粼 是在温度2 5 下反应合减的，记为P W H C u ( C 6 H T N ) 2 5 ) 光催化降解染色剂罗丹明和亚甲基蓝的反应情况。我们试图通过本文工作，加深对杂多化合物杂 化材料光催化性能的了解，以利于研制和设计出更新更高效的光催化剂，使杂多化合物杂化材料 在环境的保护和治理方西发挥曩丈的俸瘸。 1 实验部分 杂多化食物【P W l l C H 2 0 ) 0 3 d 孓的合成参照文献f 6 1 。 P W ! I C u ( H 2 0 ) 0 3 9 孓溶液冷却到2 5 “ C ，逐 滴加入苯胺1 7m l ，出现棕黑色溜状物，在2 5 继续搅拌4 小时，过滤，爝适量C H 3 C N 和蒸馏水洗 涤厝于室温下干燥，得到黑色粉末状晶体为杂化材料P W l l C u ( C 6 H T N ) 2 5 。催化剂按常规方法表征。 先测出各种染色裁的吸光度( 在以下鞫中都记必a ) 。取一定量的样晶粉末浸裂含有一定量 的染色剂水溶液中，用锡纸将容器包覆，转子的搅拌速度达到5 5 晌，反应时间为l h ，舀的是隽 了使样品在避光情况下达到吸附一脱附平衡。l h 后，吸附基本达到平衡，取少量样品做液体紫外， 测其吸光度f 在以下圈孛都记为b ) 。然艋将锡纸去掉，5 0 0 W 汞灯垂瞧照射在反应液上，光源与 溶液的垂直距离为2 0 c m ，搅拌，进行光催化降解反应1 h ，测反应之后的吸光度( 在以下圈中都记 为c ) 。染色荆的质擞浓度分别为：罗丹明为4 m g L ，亚甲基蓝为2 0 m g L 。取催化荆染料= 0 0 2 9 3 0 m L 脱色率计算公式为： D A A i ) ，b 1 0 0 ( 1 ) 式中：D 为脱色率，氏为视始溶滚的嗷竞度，A i 为各反应阶段的设光度。 2 杂化材料对不同染色剂溶液的光催化性能 杂化材摹鎏P W l l C u ( C 6 H T N ) 2 5 光催化降解罗丹明的吸收光谱图觅熏l 。吸附罗丹鹱溶液平衡后 的颜色与新配制的染色剂溶液褶比稍有脱色表明罗丹明染色剂在P W l l C u ( C 6 H 7 N ) 2 5 上会发生吸 附。测定了吸附罗丹明溶液平衡后的浓度，下降约5 6 1 ，说明杂化材料P W l l C u ( C 6 H T N ) 2 5 和罗 丹懿分子之阀发生了缀强静吸附俸震。 通讯联系人：程铁欣( 1 9 6 3 年出生) ，舅，教授博士生导师，主要从搴催化化学研究E - m a i l ：c t x m a i l j l u e d u 饿 P R 一4 0 2 第十一届全国青年催化会议论文集 经过l h 的光催化降解反应后，罗丹明溶液的颜色与吸附平衡后溶液的颜色相比，脱色明显。 5 5 2 n m 处的特征吸收峰归属为染色剂罗丹明的特征吸收，其峰强度可以代表溶液浓度的变化，问 接指示光催化的降解程度。光降解反应后，罗丹明在5 5 2 n m 处的最大吸收峰迅速降低，这表明发 色团浓度在减小；同时由于吸收峰位置基本保持不变，且没有新的吸收峰出现，故可确定发生了 降解反应。通过公式( 1 ) 计算，P W I i C u ( C 6 H 7 N ) 2 5 光催化降解罗丹明脱色率为3 4 1 ，说明杂化材 料P W z l C u ( C 6 H 7 N ) 2 5 光催化降解罗丹明有较好的结果。 图1 P W n C u ( C 6 H T N ) 2 5 光催化降解图2 P W jj C u ( C 6 H T N ) 2 5 光催化降解 罗丹明的U V - V i s 吸收光谱亚甲基蓝的U V - V i s 吸收光谱 杂化材料P W l l C u ( C 6 H 7 N ) 2 5 光催化降解亚甲基蓝的吸收光谱图见图2 。对于亚甲基蓝染色剂 与以上其他染色剂情况有所不同，在l h 吸附平衡后，位于6 6 3 n m 处的甲基蓝的特征吸收峰完 全消失，并且吸附平衡后亚甲基蓝溶液变澄清，说明P W l l C u ( C 6 H 7 N ) 2 5 和亚甲基蓝分子之间发 生了很强的吸附作用。根据染色剂皿甲基蓝的氧化态呈蓝色而还原态呈无色可以得出，杂化材料 P W l l C u ( C 6 H 7 N ) 2 5 和亚甲基蓝在没有光照的情况下发生了氧化还原反应，进行了电子的转移，说 明P W l I C u ( C 6 H 7 N ) 2 5 具有较好的氧化性。 在杂化材料P W l l C u ( C 6 H 7 N ) 2 5 光催化降解罗丹明和亚甲基蓝的过程中，催化剂和反应物分 子之间存在很强的吸附作用，这是由于杂化材料具有较大的比表面积。杂化材料在光催化降解的 过程中，体现出光催化和吸附的双功能，这两方面对有机染料的降解都足很有利的。 参考文献 【l 】王怡中，符雁，不同类型染料化合物太阳光催化降解研究，右胛磁笋嬲，1 9 9 8 ，1 9 ( 2 ) ，11 7 - 1 2 0 【2 】D W B a h n e m a n n ，S N K h o l u i s k a y a , R D i l l c r t ，e ta l A p p lC a m lB ，2 0 0 2 ，3 6 , 1 6 1 - 1 6 9 【3 】Y G u o ，Y W a n g ，C H u ，e ta 1 ，C h e m M a t t e r ，2 0 0 0 ，1 2 01 ) ，3 5 0 1 3 5 0 8 【4 】T Y a m a s e ，E I s h i k a w a , K F u k a y a , e ta 1 ，I n o r g C h e m ，2 0 0 4 ，4 3 ，815 0 - 815 7 f 5 】T Y a m a s e , M S u g c t a ，J = C h e m S o c , D a l t o nT r a n s ，1 9 9 3 ，7 6 5 - 7 9 5 【6 】C M T o u m 6 ，G F T o u r n 6 ，S A M a l i k e ta 1 ，I n o r g N u c LC h e m ，1 9 7 0 ，3 2 ，3 8 7 5 - 3 8 9 0 P R 一4 0 3