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CuWO4促进金红石TiO2光催化降解苯酚及其可能机理
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O649[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:浙江大学化学系、硅材料国家重点实验室,杭州310027
  • 相关基金:国家自然科学基金(21377110)资助项目
中文摘要:

已知金红石光催化降解水中有机物的活性远低于锐钛矿和板钛矿。本文报道,加入少量钨酸铜能显著加快金红石光催化降解水中苯酚。反应速率增加的幅度不仅远高于在相同煅烧温度(600℃)下制得的锐钛矿和板钛矿,而且随金红石煅烧温度(150-800℃)的增加持续增加。这些现象说明通过加入助催化剂钨酸铜,高温焙烧温度合成的金红石所具有的高的固有光催化活性可以被开发出来。此外,在过量苯酚存在下,H2O2的生成量随钨酸铜的加入量而先增加后减少,并且该趋势与苯酚降解速率基本一致。钨酸铜的这种正效应归结于固态的钨酸铜,而不是溶于水中的铜离子。(光)电化学测试表明,体系发生了从受光激发的金红石到钨酸铜的电子转移。这将提高光生载流子的分离效率,从而增大了O2还原和苯酚降解的速率。

英文摘要:

Rutile is much less active than anatase and brookite for the photocatalytic degradation of organic pollutants in aqueous solution. In this work, we found that addition of a trace amount of CuWO4 greatly accelerated phenol degradation in an aerated aqueous suspension of rutile. The increased rate was not only much higher than those of anatase and brookite, prepared at the same temperature(600 ℃, but also increased continuously with the sintering temperature of rutile from 150 to 800 ℃. These observations indicate that the high intrinsic photocatalytic activity of rutile produced at a high sintering temperature can be exploited by using co-catalyst CuWO4. Furthermore, as the amount of CuWO4 added to the suspension increased, the amount of H2O2 produced in the presence of excess phenol increased and then decreased; the trend was similar to that observed for phenol degradation. The observed positive effect of CuWO4 is mainly caused by solid CuWO4 rather than Cu~(2+)ions in aqueous solution. A(photo)electrochemical measurement showed that interfacial electron transfer occurred from the irradiated rutile to CuWO4. This would improve the charge-separation efficiency, and consequently increase the rates of O2 reduction and phenol degradation.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781