纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化及降解作用
Cu_2O光催化降解水中对硝基苯酚的研究_梁宇宁
Cu 2O 光催化降解水中对硝基苯酚的研究梁宇宁 黄 智 覃思晗 甘庆华(广西师范大学化学化工系,桂林541004)摘 要 用CuCl 水解法制备Cu 2O 粉末,用透射电镜(TEM)和X 衍射(XRD)对Cu 2O 粒子进行了表征。
在仿太阳光源的照射下,研究了Cu 2O 对水中难降解有机污染物对硝基苯酚的光催化降解效果。
结果表明,在8h 内,对硝基苯酚几乎完全降解。
在催化剂用量为0.2g 时,对浓度为22.4mg/L 的200mL 对硝基苯酚溶液有良好的降解效果。
降解反应符合一级反应动力学。
关键词 Cu 2O 光催化 对硝基苯酚 太阳光Study on the photocatalytic degradation of p -nitrophenolin water by using cuprous oxideLiang Yuning Huang Zhi Qin Sihan Gan Qinghua(School of Chemis try &Chemical Engineering,Guangxi Normal Uni versity,Guilin 541004)Abstract Cuprous oxide was prepared by hydrolyzation of CuCl and was tokened by TE M and XRD.p -nitrophe -nol was used to examine the photocatalyst in the artificial sunlight.The results indicate that cuprous oxide has high photoactivity and the degradation of p -nitrophenol solution of 22.4mg/L is completed in 8h under the irradiation of visible light.The degradation is firs-t order reaction.Key words cuprous oxide;photocatalysis;p -nitrophenol;sunlight 基金项目:广西师范大学青年基金资助项目(2001-4)收稿日期:2002-12-21;修订日期:2003-02-20作者简介:梁宇宁(1975~),女,硕士,讲师,主要从事无机材料合成的研究工作。
基于对硝基苯酚还原反应的贵金属纳米粒子类催化材料研究
基于对硝基苯酚还原反应的贵金属纳米粒子类催化材料研究标题：基于对硝基苯酚还原反应的贵金属纳米粒子类催化材料研究报告一、引言对硝基苯酚（p-nitrophenol）是一种重要的有机化合物，具有广泛的应用价值。
然而，其还原反应的进行需要特定的催化材料才能实现。
贵金属纳米粒子，如金、银、铂等，由于其独特的物理化学性质，在此类反应中具有优异的催化性能。
本报告将探讨贵金属纳米粒子在对硝基苯酚还原反应中的催化性能及机制。
二、材料与方法1.材料实验所用的贵金属纳米粒子包括金、银、铂，尺寸在1-10纳米之间。
同时，我们采用了不同浓度的对硝基苯酚和还原剂（如甲醛、乙二醛等）进行实验。
2.方法实验采用了滴定的方法，将对硝基苯酚和还原剂的混合液加入含有贵金属纳米粒子的反应溶液中，观察并记录反应过程。
同时，我们采用了紫外-可见光谱、红外光谱、电导率等手段对反应过程进行实时监控。
三、结果与讨论1.结果实验结果显示，贵金属纳米粒子在对的硝基苯酚还原反应中表现出良好的催化活性。
具体数据如下表：2.讨论从实验结果可以看出，金纳米粒子在对硝基苯酚还原反应中的催化活性最高，其次是银和铂。
这可能与金属的电子结构和表面等离子体性质有关。
此外，我们发现反应时间和转化率并非简单的线性关系，这可能与反应过程中的复杂机理有关。
四、结论本研究表明，贵金属纳米粒子在对的硝基苯酚还原反应中具有优异的催化性能。
其中，金的催化活性最高，其次是银和铂。
这些贵金属纳米粒子可能成为未来对硝基苯酚还原反应的优秀催化剂。
然而，对于其在实际生产过程中的可行性以及潜在的应用领域，仍需进一步研究和探讨。
五、建议与展望在未来的研究中，我们建议：1.对不同尺寸和形状的贵金属纳米粒子进行深入研究，以了解它们对不同类型有机化合物（如酚类、醛类等）还原反应的催化性能。
2.对贵金属纳米粒子的催化机制进行深入研究，以揭示其与反应物之间的相互作用以及影响催化性能的关键因素。
3.研究如何在工业生产中有效应用这些贵金属纳米粒子，以提高对硝基苯酚等有机化合物的生产效率并降低生产成本。
电催化氧化降解对硝基苯酚的研究
关键词 ： 对硝基 苯酚（ ｐ — Ｎ Ｐ ） ； 电催化氧化 ； 降解 环境 中含硝基苯酚通 常是 主要来 自造纸 、皮革行业 以及 表 １ 直 线 方 程 和相 关 系数 ａ 垃圾 渗滤液 以及 生产 炸药 、 医 药、 灭 菌剂 、 染料 、 木制 品 防腐 剂 和橡 胶 化 学 制 品 的 中 间产 物 ，在生产和加工过程 中人 为 进入环境 中。由于这类物 质具 有 在 自然 界 中存 在 时间 长 ， 容 易在生物体 内富集滞 留 ，严重 时导致人类 和动物畸变 、血液 疾病 、 肝肾损伤 、 雌性 化以及癌 变 ，对人类 的生命 和生活带来 了严 重威胁 。２ 一硝基 苯酚 、 ４ 一 硝 基苯 酚 、 ２ ， ４ 一硝 基苯 酚 都是 美 国环境保 护署 列的优先危险 污染物质 ，也是我国优先监测 ａ Ｏ Ｈ ） ￣种模拟废水 ， 取不同反应溶液各 ８ ０ ｍ ｌ ， 在室温下搅拌 ， 使反 污染物之一。 自然界水体中的硝基苯酚要求应控制在 １ ０ ｎ ｇ ／ Ｌ以下。 Ｎ ２ ０ ｍ ｉ ｎ ，测定 对对硝基苯酚去除效果 的影响 ，不同初始 ｐ Ｈ 含有硝基苯酚的废水处理一直是一个难点 ， 在苯环中出现的硝基基 应进行 １ 值对对硝基苯酚去除率 的影响 。 在酸性反应溶液里的对硝基苯酚 的 团促使该物质有着很好 的化学和生物降解 的稳定性 。 此类污染物不 三种反应溶液里对硝基苯酚的去除率是不 同 能被好 氧生物降解 ，同时好氧 降解 产生的亚硝基 和羟胺也是致 癌 浓度降低的明显最快 ， 的酸性 ＞碱性 一中性 ， 这说明 电化学氧化含酚废水的效率取决于废 物。
Ｈ值 。 本 文用带 有 中间层 的铁 系搀 杂改性 Ｐ ｂ Ｏ ： 电极 对对硝 基苯 酚 水 的 ｐ 由表 １ 可知 ， 不同ｐ Ｈ值中的 一 Ｉ ｎ （ Ｃ ／ Ｃ ｏ ） 与时间成正 比关 系 ， 在所 （ ｐ － Ｎ ｒ ＂ ） 进行 电催 化氧化降解 ， 并且研 究 了影 响降解 的几种 主要 因 研 究的三种 ｐ Ｈ值里 ， 电催化 氧化降解水体 中对硝基 苯酚都遵循表 素， 同时对对硝基苯 酚的去除率 、 反应动力学进行初步分析 。 观一级反应动力学 。因此 该方法对酸性条件下 处理废水 的效果最 １实 验部 分 但是 考虑到废水的水质一般 以中性 为主 ， 所 以还是在 中性条件 配制一定浓度对硝基 苯酚模拟废水 ， 以自制 的带有 中间层 的铁 好 ， 系搀杂改性 Ｐ ｂ Ｏ 电极 为阳极 ， 铜板为阴极 ， 电极 面积 １ ４ ｃ ｍ ｚ ， 电极间 下降解废水更合理一些。 ２ ． ３初始浓度对 Ｐ — Ｎ Ｐ的降解的影响 距ｌ ｃ ｍ， 电流密度为一定值， 处理 ８ ０ ｍ Ｌ模拟废水 ， 研究对硝基苯酚的 污染物的浓度是所处理水体的一个重要参数 ， 对采用何种水处 降解效率及 电催化氧化的几种 因素对对硝基苯酚降解 的影响 。 理技术 、 化学试剂ｆ 氧化剂） 的用量及所需处理时间长短有重要影响 。 ２结果与讨论 为考察不同对硝基苯酚初始浓度对其电催化氧化降解的影响 ， 向反 ２ ． １ 反应时间对对硝基苯酚降解的影响 进行 降解实验 。 配制初始浓 度为 １ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ的对硝基 苯酚和 ０ ． １ ｍｏ ｌ ／ Ｌ的 Ｎ ａ ｚ Ｓ Ｏ 模拟 应溶液中加入不 同浓度的对硝基苯酚 ， 配制浓 度分 别为 ５ ０ ｍｇ ／ Ｌ ， １ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ ， ２ ０ ０ ｍｇ ／ Ｌ的对硝 基苯 酚三种 废水 ， 电流 密度为 １ ０ ｍＡ ／ ｃ ｍ ２ ， 在室温下搅 拌 ， 研究不 同降解 时间对 中性 模 拟 废 水 ，取 不 同 浓 度 的 反 应 溶 液 各 ８ ０ ｍｌ ， 电 流 密 度 电催化氧化降解 的影 响。 ０ ｍ Ａ ／ ｅ ｍ ｚ ， 在室温下搅拌 ， 使反应进行 １ ２ ０ ｍ ｉ ｎ ， 研 究对硝基苯酚的初 反应溶液的对硝基苯 酚浓度在不断 的降低 ， 对硝基苯 酚去 除率 １ 随着时间 的延长在 不断 的上升 ，当降解 １ ２ ０ ｍｉ ｎ时 去除率 就达 到 始浓度对电催化 氧化 降解 的影响。 不 同初始浓度下 的对硝基苯酚浓度均是 随时 间而下降的 ， 当对 ９ ４ ％，前 ４ ５ ｍ ｉ ｎ内对硝基苯酚 的去除率随时间的延长而迅速上升 ， ０ ｍ ｇ ／ Ｌ时 ， 去除率 的变化略高于其它 的 ２种 。 而后变化趋于平缓。可见 ， 反应时间直接影响到对硝 基苯 酚的去除 硝基苯酚初始浓度为 ５
对硝基苯酚在酸性介质中的电化学还原反应机理
万方数据
No.10
李美超等：对硝基苯酚在酸性介质中的电化学还原反应机理
1939
图 3 对亚硝基苯酚的反式二聚体结构 Fig.3 Structure of trans鄄dimer of p鄄nitrosophenol
mV, 参考电位为 0 V. 从图中可知, 在 0 V 到-400 mV 之间, 对硝基苯酚在电极表面红外反应信号较 弱, 而当电位达到-600 mV, 在 1342 cm-1 处可明显 观察到一个正向峰, 归属于硝基 NO2 的对称伸缩振 动, 同时在 1521 cm-1 处观察到另一正向峰, 归属于 硝基 NO2 的不对称伸缩振动, 表明此时硝基减少, 对硝基苯酚发生了电化学还原反应. 但是在 1521 cm-1 处的红外信号较弱, 主要是由于在 1492 cm-1 处 产生一负向红外反射信号峰, 两峰位置较近, 其强度 相互抵消, 明显低于对硝基苯酚纯样品中硝基的不 对称伸缩振动峰. 而 1492 cm-1 处负向峰主要归属于 苯环上亚硝基单体的伸缩振动峰, 同时 1112 cm-1 负 向峰对应于亚硝基化合物的 C—N 伸缩振动峰 , [15,16] 这表明此时在铜电极表面, 对硝基苯酚经还原生成 了对亚硝基苯酚, 它在溶液中可发生聚合反应和异 构化. 在波数 1615 cm-1 附近未见负向吸收峰产生, 表明此时的对亚硝基苯酚未异构化生成醌式羟肟[17], 在图 2 中1294 cm-1 处观察到一明显的负向峰, 表明 生成的对亚硝基苯酚可能发生了二聚反应, 生成了 反式二聚体[17], 如图 3 所示.
Abstract: The electrochemical reduction of p鄄nitrophenol in sulfuric acid on copper electrode was investigated by in situ FTIR technique. Electroreduction of p鄄nitrophenol in sulfuric acid led to the formation of p鄄nitrosophenol first, which could be converted to trans鄄dimer of p鄄nitrosophenol, and then p鄄hydroxylamino phenol. Finally p鄄 hydroxylamino phenol was reduced to p鄄aminophenol at low potential.
KMnO_4-O_3协同氧化降解地下水中低含量硝基苯
KMnO_4-O_3协同氧化降解地下水中低含量硝基苯邱立萍;王文科;杜鹃【期刊名称】《水处理技术》【年(卷),期】2009(35)7【摘要】利用高锰酸钾-臭氧(KMnO4-O3)体系的协同氧化作用处理地下水中低含量硝基苯(NB),研究了KMnO4-O3体系氧化降解NB的机理和效果,分析了O3和KMnO4的不同投加量和不同pH等因素对NB降解效果的影响,以及对O3和KMnO4-O3体系氧化除污染效能进行了比较。
结果表明,KMnO4能促进O3分解产生大量羟基自由基(·OH)活性基团,从而使KMnO4-O3体系比单独O3对地下水中NB的去除率提高了约37个百分点。
在氧化反应12min、pH=6.0、KMnO4和O3分别投加0.8和1.0mg·L-1时,KMnO4-O3体系氧化降解NB的去除率可达95%以上。
该法处理工艺经济易行,不会产次生环境问题。
【总页数】5页(P46-50)【关键词】高锰酸钾;臭氧;硝基苯;羟基自由基;氧化降解【作者】邱立萍;王文科;杜鹃【作者单位】长安大学环境科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】X523【相关文献】1.高铁酸钾/254 nm紫外光协同氧化降解水体中硝基苯 [J], 李迪璇;胡喆;朱承驻;彭书传2.氧化降解法提高泥炭中低含量腐植酸 [J], 岳廷盛;魏刚3.纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化及降解作用 [J], 徐白露;张唤;杨周生4.主要铁氧化物催化H2O2氧化地下水中硝基苯实验 [J], 孙猛;王英;董军;耿芳兰;董莉莉;赵然5.纳米过氧化钙对地下水中硝基苯的类-Fenton降解效果 [J], 董家麟; 付双; 周昊; 李天一; 秦传玉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
TiO2与Cu2O光催化降解对硝基苯酚比较研究
TiO2与Cu2O光催化降解对硝基苯酚比较研究
TiO2与Cu2O光催化降解对硝基苯酚比较研究
分别采用自制的纳米TiO2和Cu2O研究对硝基苯酚的光催化降解.结果表明,模拟阳光条件下,100mg·l-1对硝基苯酚水溶液的氧化亚铜催化反应半衰期为20.0min,而二氧化钛不具备可见光催化能力;在SGY-1多功能光化学反应器中,TiO2催化降解对硝基苯酚的半衰期是48.1min.产物分析表明,n-型半导体二氧化钛的光催化反应存在两种降解历程,生成二羟基硝基苯或脱除硝基.而p-型半导体氧化亚铜催化的光降解反应未检出脱硝基产物,仅检出1,2-二羟基-4-硝基苯.
作者：孟楠张爱茜吴海锁黄智王连生 MENG Nan ZHANG Ai-qian WU Hai-suo HUANG Zhi WANG Lian-sheng 作者单位：孟楠,张爱茜,黄智,王连生,MENG Nan,ZHANG Ai-qian,HUANG Zhi,WANG Lian-sheng(南京大学环境学院,污染控制与资源化国家重点实验室,南京,210093)
吴海锁,WU Hai-suo(江苏省环境科学研究院,南京,210008)
刊名：环境化学ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL CHEMISTRY 年，卷(期)：2005 24(6) 分类号：X13 关键词：光催化降解二氧化钛氧化亚铜对硝基苯酚。
纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化及降解作用
纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化及降解作用
纳米氧化铜具有良好的电催化活性，可用于对有机污染物的降解。
硝
基苯酚是一种常见的有机污染物，在水体中存在较为广泛。
本文将介绍纳
米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化和降解作用。
1.纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化作用。
电化学氧化是将污染物转化为更为容易降解的产物的过程。
纳米氧化
铜作为电极可以促进氧化反应的进行，使硝基苯酚分解为更简单的物质。
具体反应式如下：
4NO2-C6H4OH+4H2O→4NO2-C6H3O-+8H++4e-。
硝基苯酚在电极表面发生电化学氧化反应，生成对环境无害的化合物NO2-C6H3O-，同时释放出H+离子和电子。
这个反应需要一个氧化电势，
纳米氧化铜电极表面上的氧化还原反应能够提供所需的电子和能量，因此
该反应能够有效地进行。
2.纳米氧化铜对硝基苯酚的降解作用。
电化学降解是将污染物氧化分解为CO2和H2O等简单的化合物的过程。
纳米氧化铜可以通过电化学催化作用使硝基苯酚降解为无毒的物质，如
CO2、H2O等。
具体反应式如下：
4NO2-C6H4OH+6H2O→4CO2+7H2O+4NO3-。
硝基苯酚在纳米氧化铜催化下分解产生氧化物质，如NO3-，同时生
成CO2、H2O等无害的产物。
这个反应需要能量和电子的输入，纳米氧化
铜能够提供所需的能量和电子。
因此，这个反应能够实现有效的降解。
总之，纳米氧化铜具有电化学氧化和降解硝基苯酚的能力，为处理水体中的有机污染物提供了一种新的方案。
纳米晶氧化铜的制备及其催化苯酚氧化性能
艺 已实现工业 化 。与双氧水相 比 ，氧气具 有价格 ’
［ 收稿 日期 ］２ １ — ８ ０ ［ ０ １ ０ —３ ； 修改稿 日期 ］ ０ １ ２ ２ 。 ２ １ —１ — ０
［ 作者简 介 ］程远见 （９６ ），女 ，山东省 淄博市人 ，硕士生 ， １８ 一
电邮 ｃ ｅ ｇ ｕ ｎｉｎ ２ １ ３ｃ ｍ。联 系人 ：陈 日志 ，电话 ０ ５— ｈ ｎ ｙ ａ ｊａ ０ ＠ ６ ．ｏ ２ ８ １ ２６ ，电邮 ｒ ｈｃ ｅ ＠１３ｃ ｍ。 ３７ ２ ９ ｉ ｉｈｎ ６ ．ｏ ｚ
［ ｙ ｒ ｓ ｃｐ ｅ ｘｄ ａ ｏ ｒｓ ｌ ａ ｌｓ；ｐ ｅｏ ｘｄｔ ｎ ｉｙ ｒｘ ｂ ｎ ｅ ｅ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｏ ｐ ｒ ｉｅｎｎ ｃｙ ｔ ｔ ｙｔ ｈ ｎ ｌ ｉａｉ ；ｄｈ ｄｏ ｙ ｅ ｚｎ Ｊ ｏ ａｃ ａ ｏ ｏ
苯 二 酚 （ 苯 二 酚 及对 苯 二 酚 ） 重 要 的化 工 邻 是 原 料 ，在 医药 、染 料 和显 影 剂 等 方 面有 广 泛 的用 途 Ｊ 酚 羟基 化 法 是 以苯 酚 为原 料 ，经 过 氧 化 。苯
的性能 ，同时对 反应条件进行 了优化 。实验 结果表 明， 自制的纳米 晶氧化铜催化剂 具有优 良的催化性 能 ，反应条件 （ 如催化
剂用量 、抗 坏血酸用量 、溶剂 中醋 酸含量及反应 温度 ） 对苯二 酚收率有显著 影响 。在苯 酚浓度 １ ８ ｌ 、催化剂用 量０ ７ ． ／ ２ ｍｏ Ｌ ．２ ５
ｏ ｙ ｅ ｏ ｄｈ ｄＯ ｙ ｅ ｚ ｎ ｓｓｕ ｉｄ ａ ｄｔ ｅｒ ａ ｔ ｎ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｗｅｅ ｏ ｔ ｉｅ ． ｔｗａ ｏ ｎ ｘ ｇ ｎ ｔ ｊｙ ｒ ｘ ｂ ｎ ｅ ｅｗａ ｔｄ ｅ ｎ ｈ ｅ ｃｉ ｏ ｄｔ ｎ ｒ ｐｉ ｚ ｄ Ｉ ｏ ｉ ｍ ｓｆｕ ｄ
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纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化及降解作用
首先，我们来介绍一下硝基苯酚。
硝基苯酚是一种有机物，化学式为
C6H5NO2、它是一种强氧化剂，具有较高的毒性。
硝基苯酚广泛存在于工
业废水和污染土壤中，对环境和人体健康造成严重威胁。
因此，硝基苯酚
的降解和处理变得非常重要。
在电化学领域，纳米氧化铜能够作为电极催化剂来促进硝基苯酚的氧
化反应。
在电解质溶液中，纳米氧化铜电极具有较高的导电性和催化活性，能够加速硝基苯酚分子的氧化反应。
在电化学氧化过程中，硝基苯酚会失
去电子并形成苯酚和氧气。
这个过程是一个电子转移的过程，需要外加电
势来提供能量。
纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化效果主要取决于其催化活性。
研
究发现，纳米氧化铜具有较大的比表面积和活性位点，能够提供更多的催
化活性位点，从而提高硝基苯酚的氧化速率。
此外，纳米氧化铜的电子传
递速率也非常快，能够有效地传递电子到硝基苯酚分子上，促进氧化反应
的进行。
因此，纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化效果非常显著。
另一方面，纳米氧化铜还能够通过吸附和分解作用来降解硝基苯酚。
硝基苯酚分子可以在氧化铜表面被吸附，然后通过表面反应分解成较小的
分子。
这种吸附和分解作用可以有效地将硝基苯酚降解为无毒的物质，从
而实现对硝基苯酚的处理和去除。
总之，纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化及降解具有显著的效果。
通过提供催化活性位点和快速的电子传递速率，纳米氧化铜可以加速硝基
苯酚的氧化反应。
此外，纳米氧化铜还能够通过吸附和分解作用将硝基苯
酚降解为无毒的物质。
因此，纳米氧化铜在硝基苯酚的处理和去除方面具
有重要的应用潜力。
未来的研究可以进一步探索纳米氧化铜的催化机制和降解途径，为环境领域的污染物处理提供更加可靠和高效的解决方案。