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·1502· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷


与 BH 4 分别在催化剂复合材料 Ni-TiO 2 纳米粒子上
吸附；然后，在 Ni-TiO 2 纳米粒子表面实现了两者
间的电子传输和原子交换，O 原子从 4-NP 上脱离，

BH 4 上的 H 取代其位置，转化成产物 4-AP；最后，
4-AP 从 Ni-TiO 2 纳米粒子上脱附并扩散。Ni-TiO 2
纳米粒子对该反应具有催化作用，降低了动力学势

垒，使 4-NP 与 BH 4 之间发生电子传输。RGO 作为
负载体，具有协同催化效应，不仅防止了 TiO 2 纳米
粒子的团聚，且能通过 π-π 作用吸附 4-NP，使催化

剂附近反应物浓度增大，有利于还原反应进行。另 图 9 Ni-TiO 2 /PEI/RGO 降解 4-NP 的循环使用性能
外，RGO 具有优良导电性能，一定程度上能促进反 Fig. 9 Recycling properties of Ni-TiO 2 /PEI/RGO for the
应体系的电子传输 [43] 。 degradation of 4-NP

3 结论

首先采用改进的 Hummers 法制备了 GO，再以
PEI 修饰的 RGO 作为载体，采用水热合成法制备了
凝胶状的镍负载 TiO 2 /PEI/RGO 复合纳米材料催化
剂，镍负载 TiO 2 纳米颗粒在 RGO 基底上分布均匀、
粒径小，尺寸均一，有效抑制了纳米粒子的团聚，
其中，PEI 起到交联及支持 RGO 的作用。以 NaBH 4
在水溶液体系中还原 4-NP 生成 4-AP 为模型反应，
考察了该催化剂催化 NaBH 4 还原 4-NP 生成 4-AP 的
催化活性及其可重复使用性能，结果表明，该催化
剂具有优异的催化效果，降解率可达 98%，重复使
用 9 次的降解率仍能保持在 90％以上，同时该复合
催 化剂具有 制备过程 简单的优 点。因此 ，
Ni-TiO 2 /PEI/RGO 在 NAC 催化反应的实际应用中具
有潜在的应用前景。

参考文献：

[1] Qiu X, Zhong Q, Li M, et al. Biodegradation of -nitrophenol by
图 8 （A）不加与加入 NaBH 4 下 4-NP 的 UV-vis 图；（B） methyl parathion-degrading Ochrobactrum sp. B2[J]. International
Ni-TiO 2 /PEI/RGO 催化 4-NP 还原的实时 UV-vis 图 Biodeterioration & Biodegradation, 2007, 59(4): 297-301.
Fig. 8 (A) UV-vis absorption spectra of 4-NP before and [2] Liu Xiaochao ( 刘晓超 ), Ma Lili ( 马丽丽 ). Status quo and
after addition of NaBH 4 solution; (B) Time development prospects of treatment processes for wastewater
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by zero-valent iron metal[J]. Environmental Science & Technology,
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为了评价催化剂的稳定性和工业应用前景，对 [4] Orshansky F, Narkis N. Characteristics of organics removal by PACT
simultaneous adsorption and biodegradation[J]. Water Research,
Ni-TiO 2 /PEI/RGO 的催化性能进行了回收循环测试。 1997, 31(3): 391-398.
反应完成后，离心分离回收催化剂，用水洗涤 3 遍 [5] Wang Wenbao (王文保), Yue Yongde (岳永德). Study on the effects
of nanometer TiO 2 on photocatalytic degradation of wastewater
后重复使用，考察了 Ni-TiO 2 /PEI/RGO 催化剂的重 containing water-soluble dyes[J]. Rural Eco-Environment(生态与农
复利用性能。Ni-TiO 2 /PEI/RGO 纳米复合催化剂对 村环境学报), 1999, 15(3): 58-60.
[6] Rode C V, Vaidya M J, Chaudhari R V. Single step hydrogenation of
4-NP 还原为 4-AP 循环利用的测试结果见图 9。 nitrobenzene to p-aminophenol: US6403833[P]. 2002-11-06.
由图 9 可知，经 9 次循环后，催化剂的降解率 [7] Rode C V, And M J V, Chaudhari R V. Synthesis of p-Aminophenol
仍能保持在 90%以上，表明该材料具有良好的重复 by catalytic hydrogenation of nitrobenzene[J]. Organic Process
Research & Development, 2002, 3(6): 202-208.
使用活性和可再生性，具有较好的工业应用前景。 [8] Yao H C, Emmett P H. Kinetics of catalytic liquid phase