光催化降解罗丹明b的原理
罗丹明B的光催化降解
V o l.21高等学校化学学报N o.6 2000年6月 CH E M I CAL JOU RNAL O F CH I N ESE UN I V ER S IT IES 958～960 [研究简报]掺杂过渡金属离子的T i O2复合纳米粒子光催化剂罗丹明B的光催化降解王艳芹 张 莉3 程虎民 马季铭(北京大学化学与分子工程学院,北京100871)关键词 T i O2复合纳米粒子;光催化降解;罗丹明B中图分类号 O641 文献标识码 A 文章编号 025120790(2000)0620958203在悬浮液体系中进行的半导体光催化降解反应中,催化剂的导带电子(或被俘获到半导体表面的电子)还原电解质溶液中的O2分子(受主)是反应的决速步骤,O2分子接受电子后形成的超氧自由基O-2或羟基自由基HO·具有很强的氧化能力,能将污染物氧化降解[1～3].光生电子和空穴除电荷分离外,还可发生复合.因此,抑制光生电子2空穴对的复合,提高光生电荷的分离效率,延长电荷的寿命是提高电荷在半导体 电解质界面的传输效率,进而提高光催化效率的基本要素.赵进才等[4～7]曾详细研究了在紫外光或可见光照射下罗丹明B(RB)在T i O2悬浮液中光催化降解的机理.我们[8,9]也曾研究了若干过渡金属离子掺杂的T i O2复合纳米粒子的光电化学性质,结果表明,Fe3+,C r3+,N i2+,Co2+离子的掺杂使得T i O2纳米晶电极呈现出p2n型光响应共存的现象,且光电流值小于纯T i O2纳米晶电极的光电流值,而Zn2+,Cd2+离子的掺杂则使T i O2纳米晶电极的n型光响应大大增强[8,9].本文研究了掺杂过渡金属离子的T i O2复合纳米粒子对光催化降解罗丹明B的影响.1 实验部分1.1 过渡金属离子掺杂的T i O2复合纳米粒子的制备 采用水热法制备T i O2纳米粒子[10].配制一定浓度的T i C l4原料液,用10m o l L KOH调节介质的pH=118(反应液总体积50mL,总浓度015m o l L).将50mL反应液转移至小型压力釜中(带电磁搅拌),于170～180℃反应2h,冷至室温放置24h,过滤,用醋酸2醋酸铵缓冲溶液洗涤(防止胶溶),再用乙醇洗涤.同法制备掺杂过渡金属离子的T i O2复合纳米粒子,在T i C l4原料液中加入一定浓度的过渡金属离子,使过渡金属离子的初始比例达到015%(Cd2+,N i2+,Co2+离子不能完全沉淀,故三者的起始加入量为5%,若未特殊指明,均指起始加入量).所用试剂均为分析纯.1.2 光催化降解实验 将水热法制得的过渡金属离子掺杂的T i O2复合纳米粒子于480℃热处理30 m in后用于光催化降解实验.以经改制的500mL圆底烧瓶为储料瓶(带加热及电磁搅拌),带夹套的硬质玻璃管为反应器.将0124g T i O2粉末或金属离子掺杂的T i O2粉末分散在300mL二次去离子水中[c(T i O2)=011m o l L],加入3100mL110×10-3m o l L的罗丹明B水溶液,超声分散后用HC l或KOH调节pH值.将溶液转移至储料瓶中,通O2,并在避光条件下继续搅拌015h,使染料在T i O2微粒表面的吸附和脱附达到平衡.用高压汞灯(Κm ax=365nm)照射,并间隔1h取样10mL,离心分离(10000r m in)除去T i O2微粒,以紫外2可见分光光度计测得的罗丹明B在光照过程中吸收光谱的变化算得相应浓度的变化情况,以饱和B a(OH)2吸收反应中放出的CO2.收稿日期:1999206207.基金项目:国家自然科学基金(批准号:29673003)和国家教育部博士点专项基金资助.联系人简介:程虎民(1938年出生),男,教授,主要从事纳米材料研究.E2m ail:m aj m@chemm 3宿州师范专科学校访问学者.2 结果和讨论2.1 介质pH 值对纯T i O 2纳米粒子光催化降解罗丹明B 的影响 在不同pH (310～1010)的反应介质中,T i O 2光催化降解反应的一级速率常数k 及起始反应速率r ini 值(以光催化反应进行3h 计算)均不相同,因而反应进行到4～5h 时,残留罗丹明B 的质量分数也不相同,其中以pH =610时光催化反应的k 与r ini 值最大(分别为01465h -1与2125×10-6m o l ·L -1·h -1),因此选择反应介质的pH =6.0.由于介质pH 值的变化影响到T i O 2表面羟基数目及其所吸附染料罗丹明B 的数量,从而影响到光催化的能力.介质的pH 值较低,则T i O 2的表面羟基数增加,但此时的T i O 2微粒带正电,因而对阳离子染料罗丹明B 的吸附量减少;而当介质的pH 值较高时,T i O 2的表面羟基数量减少,吸附的染料量增加.由于表面羟基和吸附的染料均可促进光催化反应,因而罗丹明B 的光催化降解过程存在最佳pH 值(pH =610).图1(A )给出了pH =610时光催化降解反应中残留罗丹明B 浓度的对数与光照时间的关系,其直线关系表明,在本实验条件下该催化降解过程为一级反应.图1(B )给出了光催化降解过程中罗丹明B 的吸收光谱随光照时间的变化情况,由图1(B )可见,在整个吸收光谱范围内,罗丹明B 的吸光度随光照时间的增加逐渐降低,并观察到B aCO 3沉淀的生成,说明罗丹明B 发生了降解.F ig .1 The curve of logar ith m of re ma i ned RB (A )and absorption of RB i n the suspen sion of Ti O 2nano -particles (B )vs irradi ation ti m e under UV lightpH =6.0.(A )c (RB )=1×10-6mo l L ,c (T i O 2)=011mo l L ;(B )c (RB )=110×10-5mo l L ,c (T i O 2)=1.0×10-3mo l L ,O 2atmo sphere ,0h m eans the spectra of RB after adso rp ti on 2deso rp ti on equilibrium in dark .2.2 过渡金属离子掺杂的T i O 2复合纳米粒子对光催化降解RB 的影响 表1列出过渡金属离子掺杂的T i O 2复合纳米粒子(pH =610,通O 2气)光催化降解罗丹明B 的反应参数.由表1可见,Fe 3+,C r 3+,N i 2+,Co 2+的掺杂均使T i O 2光催化降解罗丹明B 的能力降低,而Zn 2+,Cd 2+的掺杂则使其光催化降解罗丹明B 的能力提高,其中Zn 2+的掺杂使k 及r ini 值分别提高了2818%和2118%,这与光电化学结果[8]相对应,即光电化学测量中呈现p 2n 型光响应者其光催化降解罗丹明B 的能力降低;而呈现n 型光响应者其光催化降解罗丹明B 的能力提高.光响应越大,其光催化降解罗丹明B 的能力越强. Table 1 The param eters of photocat alytic degradation of RB i n tran sition m et al -ion s -doped Ti O 2nanoparticles Samp les 106r ini (mo l ·L -1·h -1)k h -1Percentage of rem ained RB after 4h (%)Percentage of rem ained RB after 5h (%)T i O 22125014652317T Zn 21 22174015999515TCd 252136014342011TC r 21211184333T Fe 2121191014224842TCo 251166013064336TN i 252106014112623在T i O 2晶体中,T i 4+的负离子配位数为6.六配位时的T i 4+,Fe 3+,Co 3+,N i 3+,C r 3+,Zn 2+和Cd 2+离子的半径分别为7415,69,6815,70,7515,88和109nm [11].Fe 3+,Co 3+,N i 3+,C r 3+等相对于T i 4+的离子半径相近,但d 轨道未充满的可变价离子.当其掺入T i O 2晶体时,较易取代晶格位置上的T i 4+,发生缺陷生成反应:(1 2)O 2+Fe 2O 3T i O 22Fe ’T i +2h +4O ×0式中,Fe ’T i 为处在T i 4+格点上的Fe 3+,O ×0为正常格点上的O2-,从而造成T i O 2中的空穴浓度(h ·)增959N o .6王艳芹等:掺杂过渡金属离子的T i O 2复合纳米粒子光催化剂 069 高等学校化学学报V o l.21大.未掺杂的T i O2由于存在氧空位,因而是n型半导体,空穴浓度的增大将降低其导带电子的浓度,并使n型光响应减弱,甚至出现p2n响应的反转,故可参与光降解反应的电子数减少,光催化能力下降.此外,这些d轨道未充满的易变价离子既可成为电子陷阱,也可成为空穴陷阱,因而有可能成为电子2空穴对的复合中心.Fe,Co,C r的氧化物禁带宽度适中,可吸收可见光,但由于其电子2空穴对的复合几率大,因而其实际的光电转换效率很低,这也是光催化能力下降的原因.Zn2+和Cd2+离子的半径比T i4+的大得多,故发生格位取代或形成间隙离子均相对比较困难.同样条件下,在T i O2中加入5%的Fe3+或Zn2+时,在产物的XRD图中可检测出分离的ZnO相,但难于检出Fe2O3,这是Zn2+较Fe3+更难于进入T i O2晶格的一个旁证.袁志好[12]有关掺杂Zn2+的T i O2发光性质的研究结果表明, Zn2+的掺杂增强了纳米T i O2在425nm处的荧光峰强度,同时在412nm处产生新的荧光峰,并认为这可能与在T i O2微晶内部或表面上形成的ZnO小团簇有关.在两相的界面处可形成的异质结可能成为束缚激子的中心,从而延长光生电子2空穴对的寿命,并有利于其分离.这可能是T i O2掺杂Zn2+, Cd2+后n型光响应增强和光催化能力提高的重要原因.参 考 文 献 1 H agfldt A.,GraβtzelM..Chem.R ev.[J],1995,95:49—68 2 Hoffm ann M.R.,M artin S.T.,Cho iW onyong et a l..Chem.R ev.[J],1995,95:69—96 3 V inodgopal K.,Bedja I.,Kam at P.V..Chem.M ater.[J],1996,8:2180—2187 4 Q u Q.,Zhao J.C.,Shen T..J.M o l.Catal.A:Chem.[J],1998,129:257—268 5 W u T.X.,L iu G.M.,Zhao J.C..J.Phys.Chem.B[J],1998,102:5845—5851 6 Zhao J.C.,W u T.X.,W u K.Q..Environ.Sci.T echno l.[J],1998,32:2394—2400 7 Zhang F.L.,Zhao J.C.,Zang L..J.M o l.Catal.A:Chem.[J],1997,120:173—178 8 W ang Yanqin,H uo Yanzhong,Cheng H um in et a l..J.M ater.Sci.[J],1999,34:3721—3729 9 W AN G Yan2Q in(王艳芹),CH EN G H u2M in(程虎民),M A J i2M ing(马季铭).A cta Physico2Ch i m ica Sinica(物理化学学报)[J], 1999,15(3):222—227 10 Cheng H.M.,M a J.M..Chem.M ater.[J],1995,7:663—671 11 Shannon R.D..A cta C rystallogr.[J],1976,A32:751—767 12 YUAN Zh i2H ao(袁志好),ZHAN G L i2D e(张立德).Chem.J.Ch inese U niversities(高等学校化学学报)[J],1999,20(7): 1007—1011The Photoca ta lytic Properties of Tran sition M eta lIon-doped T i O2Nanoparticles——Photoca ta lytic D egrada tion of Rhodam i ne BW AN G Yan2Q in,ZHAN G L i,CH EN G H u2M in3,M A J i2M ing(Colleg e of Che m istry and M olecu lar E ng ineering,P ek ing U niversity,B eij ing100871,Ch ina)Abstract T he tran siti on m etal i on2dop ed T i O2nanop articles w ere p rep ared w ith hydro ther m al m ethod,and the effects of dop ing differen t m etal i on s on the ab ility of T i O2in pho tocatalyzing degradati on of rhodam ine B(RB)w ere studied.T he resu lts show ed that the dop ing of Fe3+,Co2+, N i2+and C r3+in T i O2nanoparticles m ade the pho tocatalytic efficiency of the T i O2particles reduce and the h igher the in itial con ten t of Fe3+,the low er the ab ility of T i O2in pho tocatalyzing the degradati on of RB.B u t the dop ing of Zn2+and Cd2+,especially Zn2+,m ade the pho tocatalytic efficiency of the T i O2particles enhance,show ing a great increase of the rate con stan t(k)and the in itial reacti on rate (r ini).Keywords T i O2com po site nanop articles;Pho tocatalystic degradati on;R hodam ine B(Ed.:Y,X)。
罗丹明B的ZnO膜光催化降解
罗丹明B的ZnO膜光催化降解摘要：采用纳米ZnO膜为催化剂对罗丹明B进行光催化降解试验。
研究溶液pH、罗丹明B初始浓度、H2O2、膜的层数及光照时间对罗丹明B降解效果的影响，确定ZnO膜光催化降解罗丹明B的最佳参数。
结果表明，酸性环境可以提高ZnO 膜的光催化活性；罗丹明B初始浓度越低光降解的速度越快；H2O2可提高罗丹明B的降解速度；三层膜对罗丹明B的降解率高于单层膜的降解率。
采用三层膜为催化剂，在35 mL初始浓度为5 mg/L、pH 1.46的罗丹明B溶液中加入适量的H2O2水溶液后进行光降解，紫外光照射60 min后，罗丹明B的降解率达到99.6%。
关键词：ZnO膜；光催化；降解；罗丹明B随着工业化的发展和城镇化进程的加快推进，排放的污水越来越多，严重危害着人类的身体健康[1]，也制约着经济的可持续发展，污水处理成为每一个地方必须解决的问题。
传统处理污水的方法主要有：物理法、生物降解法及化学法，但降解效果不理想。
近些年发展的半导体光催化技术是一种先进的氧化技术[2，3]，它是将半导体催化剂与某些光源结合共同作用于废水进行催化降解，相对于传统废水处理技术具有高效节能，且能彻底降解废水中绝大部分有机物等优点[4]，所以受到环境及材料研究者们的广泛重视。
据文献[5，6]报道ZnO相对于传统半导体材料TiO2有着更高的光催化活性，其应用研究受到普遍关注。
ZnO光催化机理为光照射时其价带上的电子被激发到导带，从而形成电子-空穴对，空穴是强氧化剂，它能将吸附在其表面上的OH-氧化成OH·自由基，该自由基是强氧化剂，可以氧化相邻的有机物且可以扩散到液相中氧化有机物，最终将有机物氧化成CO2完成降解过程[7]。
电子-空穴对在ZnO表面容易发生简单复合从而降低了ZnO的光催化性能，由于氧化剂是有效的电子俘获剂，且能提高光催化氧化的速率和效率。
鉴于此，采用纳米ZnO膜为催化剂外加H2O2对罗丹明B进行光催化降解试验。
TiO2光阳极和ACPTFE阴极光电催化技术降解罗丹明B的研究的开题报告
TiO2光阳极和ACPTFE阴极光电催化技术降解罗丹明B的研究的开题报告一、研究背景和意义罗丹明B是一种常见的有机污染物，主要应用于纺织印染、制革、木材染色等工业中，其存在会对环境和人体健康造成潜在危害。
因此，对罗丹明B的降解技术研究具有重要意义，尤其是光电催化技术具有环保、高效、易操作等优点，被广泛应用于有机污染物降解领域。
本研究将以TiO2光阳极和ACPTFE阴极光电催化技术为研究对象，利用自制的反应器对罗丹明B进行光电催化降解实验，探究其降解效果与反应机理，为环境污染物的净化和治理提供一定的理论依据和实验参考。
二、研究内容和方法（一）研究内容1.搭建光电催化实验反应器，包括阳极、阴极、反应池和光源等。
2.选取TiO2光阳极和ACPTFE阴极作为光电催化材料，分别进行实验降解罗丹明B。
3.对反应过程中溶液的pH值、溶液初始浓度、光照强度等因素进行优化实验，探究其对罗丹明B降解效果的影响。
4.对实验结果进行分析和解释，探究光电催化降解罗丹明B的反应机理。
（二）研究方法1.制备TiO2光阳极和ACPTFE阴极。
2.通过紫外-可见光谱分析技术确定光源波长范围，设置光照强度。
3.对反应过程中溶液的pH值进行调整，利用紫外-可见光谱分析技术确定反应过程中罗丹明B的降解程度。
4.通过扫描电子显微镜、X射线衍射分析等方法对材料进行表征和分析。
三、预期结果1.利用TiO2光阳极和ACPTFE阴极光电催化降解罗丹明B的实验结果。
2.在不同实验条件下，探究pH值、溶液初始浓度、光照强度等因素对反应效果的影响。
3.探究光电催化降解罗丹明B的反应机理和过程。
4.为环境污染物的治理提供具有一定参考价值的理论依据和实验参考。
四、研究启示本研究将深入探讨光电催化降解罗丹明B的反应机理和过程，为环境污染物治理提供新的思路和方法。
此外，本研究所用材料和实验方法可借鉴用于其他环境治理领域，具有一定的示范和推广作用。
纳米材料Ce-ZnO结构表征及光催化降解罗丹明B染料研究
纳米材料Ce-ZnO结构表征及光催化降解罗丹明B染料研究引言染料污染是一种严重的环境污染问题，特别是在纺织工业中使用的染料，往往会对水体造成污染。
寻找有效的染料降解方法成为了当务之急。
光催化技术已经被广泛运用于染料降解领域中，并且纳米材料由于其特殊的性质成为了很好的光催化剂。
在本研究中，我们将重点研究Ce-ZnO纳米材料在光催化降解罗丹明B染料方面的性能及其结构表征。
实验部分1.材料合成Ce-ZnO纳米材料是通过溶胶-凝胶法合成的。
将适量的氧化锌（ZnO）粉末溶解在无水乙醇中，并在搅拌的同时将适量的硝酸铈加入其中。
在搅拌和加热作用下，将溶液蒸发至干燥，并得到Ce-ZnO的前驱体。
然后将前驱体在氮气气氛中煅烧，最终获得Ce-ZnO纳米材料。
2.样品表征通过X射线衍射仪（XRD），扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对Ce-ZnO 纳米材料进行结构表征。
XRD结果显示Ce-ZnO具有优良的结晶性，晶格常数分别为a=b=c=0.325nm，择优取向为(002)晶面。
SEM和TEM图像显示Ce-ZnO呈现出纳米棒状的形貌，并且分布均匀。
3.光催化活性测试利用UV-Vis分光光度计测试Ce-ZnO对罗丹明B染料的吸附和光催化降解性能。
结果表明Ce-ZnO在紫外光照射下对罗丹明B染料具有较高的光催化活性，其降解率达到了90%以上。
反应过程中发现，随着紫外光照射时间的增加，罗丹明B的吸光强度不断降低，说明染料不断被降解。
讨论通过实验结果我们可以得出结论：Ce-ZnO纳米材料具有优良的光催化活性，对罗丹明B染料具有较高的降解率。
这主要是因为Ce-ZnO材料具有较高的比表面积和优良的结晶性，能够提高光催化反应的效率。
Ce-ZnO的纳米棒状形貌也能够增加光的吸收和光生电子-空穴对的产生，从而增强了其光催化活性。
结论本研究对Ce-ZnO纳米材料进行了结构表征，并研究了其在光催化降解罗丹明B染料方面的性能。
超声波与光催化剂协同作用降解罗丹明B溶液研究
超声波与光催化剂协同作用降解罗丹明B溶液研究一、实验目的1.学习Ce-TiO2溶胶的制备方法，了解Ce-TiO2在陶瓷片上的负载技术，理解负载型半导体光催化剂光催化降解罗丹明B溶液的原理。
2.熟悉电子天平的使用方法。
掌握移液管的使用方法。
了解超声波声化学反应作用的原理。
3.了解紫外可见分光光度计的结构和原理，初步掌握紫外可见分光光度计及其配套软件的使用方法，并用它来测罗丹明B溶液的浓度。
二、实验原理半导体的能带理论认为，半导体内的电子优先占据能量较低的轨道能级，把这些占满电子的能量较低的轨道能级称为价带，当有光辐射在半导体光催化剂表面时，价带电子就会吸收光子能量受激跃迁到髙轨道能级，这些高轨道能级称为导带，价带顶和导带底之间的距离称为禁带宽度，导带上的电子称为光生电子，电子由价带到导带相应的价带上就剩余了空穴，这个空穴就是光生空穴。
半导体内的光生电子和空穴分别具有较强的还原性和氧化性，能够与吸附在催化剂表面的电子受体或其它有机物发生还原氧化反应。
可见光催化剂的活性一定程度上取决于光生电子和光生空穴的多少，而光生电子的产生必须满足吸收光子的能量大于或等于禁带宽度，用E g表示禁带宽度，把刚好满足电子跃迁的波长称为阈值波长，用λg表示，则λ g与E g的关系式可表示为：:λg(nm)=1240/E g (eV)。
光催化反应过程：（1）受激跃迁阶段TiO2的阀值波长是λg=388 nm, E g=3.2 eV。
TiO2受到波小于等于阈值波长的的光辐射时，在其内就会产生光生电子和光生空穴。
TiO2 + hν→ e- + h+ (1.2)（2）吸附阶段用“ads”表示吸附，氧气、水、二氧化碳和其他有机物等均会吸附在催化剂上。
O2(g) →O2 ads(1.3)H2O(g) →H2O ads(1.4)有机物(g) →有机物ads(1.5)（3）电荷转移与复合阶段O2 ads + e-→·O2- ads(1.6)h+ + OH- →·OH (1.7)h+ + e-→heat (1.8)（4）活性物种的生成阶段O2– ads+ H2O ads →HO2·ads+ OH–ads （1.9）OH–ads + h+ →·OH ads （1.10）HO2·ads + HO2·ads →H2O2 ads+O2 ads （1.11）H2O2 ads + hν→2·OH ads （1.12）H2O2 ads +·O2– ads →·OH ads + OH– ads + O2 ads （1.13）（4）降解阶段·OH ads(HO2·ads)+有机分子→中间产物→CO2 + H2O +无机小分子（1.14）导带上的光生电子处于极不稳定的激发态，光生电子会随时通过自发跃迁回到价带，与那里的光生空穴发生复合，因此就要想方设法采取某些手段抑制光生电子和空穴的复合，促使光生电子和空穴与催化剂表面的氧气、有机物或其他的活性物种发生还原氧化反应，从而把各种有机物氧化为CO2，H2O以及无机小分子等。
《溴氧化铋(BiOBr)基光催化剂的制备及可见光下降解罗丹明B的研究》范文
《溴氧化铋（BiOBr）基光催化剂的制备及可见光下降解罗丹明B的研究》篇一摘要：本文详细研究了溴氧化铋（BiOBr）基光催化剂的制备方法，并探讨了其在可见光下对罗丹明B的降解效果。
通过优化制备条件，成功制备出具有高活性和稳定性的BiOBr基光催化剂，并对其降解罗丹明B的机理进行了深入研究。
实验结果表明，该光催化剂在可见光照射下具有良好的降解性能，为环境友好型光催化材料的应用提供了理论依据和实验支持。
一、引言随着工业化和城市化的快速发展，有机染料废水已成为环境治理的难题之一。
其中，罗丹明B作为一种典型的有机染料，因其难以生物降解和毒性较大而备受关注。
传统的处理方法如物理吸附、化学氧化等虽然能够去除部分罗丹明B，但往往存在处理效率低、易产生二次污染等问题。
因此，开发高效、环保的光催化技术成为解决这一问题的有效途径。
溴氧化铋（BiOBr）作为一种新型的光催化剂，因其独特的层状结构和良好的可见光响应性能，在光催化领域具有广阔的应用前景。
二、BiOBr基光催化剂的制备本实验采用沉淀法结合煅烧工艺制备BiOBr基光催化剂。
首先，将适量的铋盐和溴盐溶解在去离子水中，通过调节pH值和温度，使铋离子与溴离子发生沉淀反应，生成BiOBr前驱体。
随后，将前驱体进行煅烧处理，得到BiOBr基光催化剂。
通过调整煅烧温度和时间等参数，可以优化催化剂的晶体结构和表面性质，提高其光催化性能。
三、可见光下降解罗丹明B的实验研究将制备得到的BiOBr基光催化剂置于可见光反应器中，加入一定浓度的罗丹明B溶液。
在可见光照射下，光催化剂表面发生光激发作用，产生电子和空穴，进而与溶液中的氧和水发生反应，生成具有强氧化性的活性物种。
这些活性物种能够有效地降解罗丹明B，使其脱色并矿化为无害物质。
通过实验测定不同时间点罗丹明B的浓度变化，可以评估BiOBr基光催化剂的降解性能。
四、结果与讨论实验结果表明，制备得到的BiOBr基光催化剂在可见光照射下对罗丹明B具有显著的降解效果。
光催化降解罗丹明b的研究方法
光催化降解罗丹明b的研究方法光催化降解是一种基于光化学反应、光电化学反应以及光物理化学反应的技术，可以有效降解有机物和无机物来净化水体和减轻环境污染。
其中光催化降解罗丹明B是一种常见的应用，本文将介绍光催化降解罗丹明B的研究方法。
1. 实验材料（1）催化剂：如TiO2、ZnO、Fe2O3等纳米氧化物，有机催化剂等。
（2）光源：如紫外灯、荧光灯、光纤光源等。
（3）样品：罗丹明B或其水溶液。
（4）仪器设备：光催化反应器、紫外-可见吸收光谱仪、高效液相色谱仪等。
2. 实验步骤（1）样品制备：将罗丹明B溶解在去离子水中制成一定浓度的水溶液。
（2）催化剂处理：将催化剂粉末分散在水中，磁力搅拌后将悬浊液超声分散10分钟，制备出均匀悬浮液。
（3）光催化：将催化剂悬浮液和罗丹明B水溶液混合，并放置在光催化反应器中，通过光源进行光照以启动反应。
通常采用紫外灯或荧光灯作为光源，实验过程中需要控制光照时间、光强度、催化剂浓度、反应溶液pH、溶液温度等因素。
（4）样品测试：在光反应结束后，用吸附剂吸取反应液中的残余催化剂和有机物，通过紫外-可见吸收光谱仪和高效液相色谱仪等仪器对反应前后样品进行分析测试，得出反应效果。
3. 结论分析利用上述实验方法可以得到催化处理前后罗丹明B水溶液的比较，通过记录溶液吸光度、峰值变化、色谱图等数据并进行分析，可以得到以下结论：（1）催化剂种类及浓度的不同会影响催化效果，需要在实验中进行调整；（2）光照时间的增加会增强催化反应的效果；（3）反应溶液pH值的变化也会对光催化反应产生一定的影响，需要进行优化；（4）催化剂的再生性能对于其实际应用效果至关重要。
综上，光催化降解罗丹明B是一种有效的污染治理技术，其实验方法应该根据实际应用情况进行调整和优化，我们需要不断地进行科学研究来探索其在环境污染治理方面的更多应用。
超声协同g-C3N4光催化降解罗丹明B的研究
超声协同g-C 3N 4光催化降解罗丹明B 的研究赵福友,金泽睿,曹帅杰,苏家豪,杨晓华,谢元华,由美雁(东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳110819)[摘要]采用高温热解法制备石墨相氮化碳,采用XRD 对制备样品进行表征,并将g-C 3N 4催化剂用于超声协同下光催化降解罗丹明B 。
探究了超声与光催化对降解罗丹明B 的协同作用,以及超声功率、溶液初始pH 、光催化剂浓度和罗丹明B 初始浓度等对罗丹明B 降解效果的影响,对催化剂的循环催化性能进行了测试,并对超声协同光催化降解罗丹明B 的主要活性物质和机理进行讨论。
结果表明:超声功率为300W ,溶液初始pH=4,g-C 3N 4质量浓度为4g/L ,罗丹明B 初始质量浓度为15mg/L 时,对罗丹明B 的降解效率最佳,100min 去除率能达到近100%,且主要活性物质为·OH 和·O 2-。
[关键词]光催化氧化;超声协同;g-C 3N 4;罗丹明B[中图分类号]X703.1[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)01-0113-05Degradation rhodamine B by ultrasond coupled with g-C 3N 4photocatalysisZhao Fuyou ,Jin Zerui ,Cao Shuaijie ,Su Jiahao ,Yang Xiaohua ,Xie Yuanhua ,You Meiyan(School of Mechanical Engineering and Automation ,Northeastern University ,Shenyang 110819,China )Abstract :The g-C 3N 4was prepared by high ⁃temperature pyrolysis method and analyzed by XRD.The degradation ofRhB was catalyzed by combining ultrasound and photocatalysis reaction with catalyzer g-C 3N 4.The effects of reactionconditions such as ultrasound coupled with photocatalysis ,power of ultrasound ,pH of initial concentration ,concen ⁃tration of photocatalyst and initial concentration of RhB on degradation were investigated.The catalyst ’s cyclic cata ⁃lytic performance was tested.The main active substances and mechanism of RhB degradation by combining ultrasound and photocatalystis reaction were discussed.The results showed that the optimal condition for nearly 100%degrada ⁃tion within 100min illuminating were ultrasonic power of 300W ,pH=4,g-C 3N 4concentration of 4g/L ,and RhB initialconcentration of 15mg/L.And the main active substances were ·OH and ·O 2-.Key words :photocatalytic oxidation ;ultrasonic synergy ;g-C 3N 4;RhB随着我国印染行业的迅速发展,具有成分复杂、难降解物质多、色度大、有毒特点的印染废水的处理已成为行业难题〔1-2〕。
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光催化降解罗丹明b的原理
罗丹明b是一种广泛应用于纺织、皮革、橡胶、塑料等工业中的染料，因其毒性较大、难以降解而被列为环境污染物之一。
传统的物理和化学方法虽然可以将罗丹明b去除，但却存在能耗高、处理时间长、产生二次污染等问题。
而光催化技术则成为一种新的、环保的、高效的罗丹明b降解方法。
光催化降解罗丹明b的原理是利用光催化剂吸收可见光或紫外光的能量激发电子，产生电子-空穴对并使其在催化剂表面发生反应，从而降解污染物。
光催化剂一般分为两种：半导体光催化剂和金属复合物光催化剂。
半导体光催化剂是指常用的二氧化钛（TiO2）、氧化锌（ZnO）等，它们能够吸收紫外光并产生电子-空穴对，在催化剂表面形成活性氧物种，从而分解有机污染物。
半导体光催化剂的催化效率受到多种因素的影响，如光照强度、催化剂的晶体结构、表面形态等。
其中，光照强度是影响光催化效率最为重要的因素之一，一般情况下，光照强度越高，光催化效率越高。
金属复合物光催化剂是指由金属离子与有机配体组成的复合物，如钴配合物、铜配合物等。
这些复合物能够吸收可见光并产生电子-空穴对，从而促进有机污染物的降解。
金属复合物光催化剂的催化效率受到多种因素的影响，如金属离子的种类、有机配体的结构等。
其中，金属离子的种类是影响光催化效率最为重要的因素之一，一般情况下，金属离子的电荷数越大，光催化效率越高。
除了催化剂的种类和光照强度之外，还有一些其他的因素也会影响光催化降解罗丹明b的效率。
例如，溶液的pH值、溶液中其他离子的存在等。
在实际应用中，需要通过实验确定最佳的操作条件，以获得最高的光催化降解效率。
光催化技术是一种新的、环保的、高效的罗丹明b降解方法，其原理是利用光催化剂吸收可见光或紫外光的能量激发电子，产生电子-空穴对并使其在催化剂表面发生反应，从而降解污染物。
在实际应用中，需要针对具体情况选择适合的光催化剂和操作条件，以获得最佳的降解效果。