Page 163 - 《精细化工》2020年第12期

第 12 期 杨丽娜，等: 芽孢杆菌辅助合成 TiO 2 -SBA-15-W 光催化氧化脱硫催化剂 ·2525·

合成 TiO 2 -SBA-15-W 光催化剂。芽孢杆菌焙烧后残
留的非金属元素 C、N、P 与 TiO 2 相互作用，使催
化剂光催化活性增强。当芽孢杆菌含量为 1%时，催
化剂的光催化活性最好。与 TiO 2 -SBA-15 相比，
TiO 2 -SBA-15-1%W 催化剂的介孔有序度增加，孔径
增大，光生电子与空穴复合率降低，光催化性能提升。
催化剂重复使用 5 次后，脱硫率下降不大，表明其
稳定性良好。TiO 2 -SBA-15-W 光催化剂可为光催化

氧化脱硫催化剂的开发提供一定的理论参考。
图 13 光催化氧化脱硫的活性组分捕获实验
Fig. 13 Capture experiment of active components for 参考文献：
photocatalytic oxidation desulfurization
[1] ZHANG W B (张文博), DENG D M (邓德明). Preparation and
acidification of g-C 3N 4/TiO 2 composite catalyst[J]. Environmental
2.5.2 机理分析 Engineering (环境工程), 2018, 36(4): 66-71.
提出以下可能的催化反应机理，如图 14 所示。 [2] LI H, CHEN Z H, ZHAO L, et al. Synthesis of TiO 2@ZnIn 2S 4 hollow
nanospheres with enhanced photocatalytic hydrogen evolution[J].
TiO 2 -SBA-15-1%W 在紫外光照下，TiO 2 价带（VB） Rare Metals, 2019, 38(11): 1-8.
–
中的电子被激发到导带（CB），分离出电子（e ）和 [3] YAO F, XU L X, LUO J L, et al. Biosynthesized Au/TiO 2@SBA-15
catalysts for selective oxidation of cyclohexane with O 2[J]. Korean
+
空穴（h ），同时芽孢杆菌中的非金属元素使 TiO 2 Journal of Chemical Engineering, 2018, 35(3): 1-6.
表面形成缺陷，成为电子捕获中心，抑制光生电子- [4] ZHANG L L (张璐璐), SUN Y (孙悦), WANG Z (王喆), et al.
Preparation and photocatalytic oxidation desulfurization performance
–
空穴的复合。e 迁移至导带上与 H 2 O 2 反应生成羟基 of TiO 2/SBA-15[J]. Journal of the Chinese Ceramic Society (硅酸盐
– 学报), 2016, 44(1): 56-62.
自由基（•OH）和氢氧根离子（OH ）。同时，H 2 O 2
[5] WANG Y P (汪钰萍), DING Z J (丁志杰), YAO Z J (姚紫洁), et al.
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经光照会分解为 H 2 O 和 O 2 ，O 2 会与 e 结合生成•O 2 ； Synthesis and photocatalytic performance of mesoporous TiO 2-SBA-
+
–
价带上的 h 与 H 2 O、OH 反应生成•OH。模拟油中 15[J]. Journal of Anhui Science and Technology University (安徽科
技学院学报), 2018, 32(5): 64-69.
的 DBT 硫原子上的孤对电子容易被催化剂表面的 [6] ZHAO L (赵林), LIN X Z (林小贞), LAI H B (赖宏波), et al.
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+
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h 捕获，形成 DBT ，DBT 与•O 2 氧化成二苯并噻吩 Preparation and visible light photocatalytic activity of silk fibroin/
TiO 2 nanocomposite[J]. Journal of Molecular Catalysis (分子催化),
亚砜（DBTO）和二苯并噻吩砜（DBTO 2 ），这些砜 2014, 28(3): 275-281.
被甲醇萃取，从而达到了脱硫的目的。•OH 也会与 [7] XIE Y Z (谢艳招), WANG X (王鑫), LIU S Q (刘顺琴), et al.
+
DBT 氧化成 DBTO、DBTO 2 ，但•OH 不是主要活性 Preparation and visible-light photocatalytic activity of TiO 2 composite
catalyst modified by soy protein[J]. Journal of Molecular Catalysis
物种。 (分子催化), 2016, 30(4): 372-382.
[8] JIN C, ZHENG R Y, GUO Y, et al. Hydrothermal synthesis and
characterization of phosphorous-doped TiO 2 with high photocatalytic
activity for methylene blue degradation[J]. Journal of Molecular
Catalysis A: Chemical, 2009, 313(1/2): 44-48.
[9] NIE L H (聂龙辉), XU H T (徐洪涛), ZHANG W X (张旺喜).
Preparation of C-doped TiO 2 and its visible-light photocatalytic
performance[J]. Journal of Hubei University of Technology (湖北工
业大学学报), 2011, 26(5): 26-30.
[10] WANG S H, ZHOU S Q. Photodegradation of methyl orange by
photocatalyst of CNTs/P-TiO 2 under UV and visible-light irradiation
[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011, 185(1): 77-85.
[11] XIAO Y G, SUN X D, LI L Y, et al. Simultaneous formation of a C/N-
TiO 2 hollow photocatalyst with efficient photocatalytic performance
and recyclability[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2019, 40(5): 765-
775.
[12] BI L (毕磊), PAN G (潘纲). Preparation and application of hollow
microspheres with porous shell via microorganism self-template
method[J]. Chinese Science Bulletin (科学通报), 2014, 59(25):
2440-2451.
图 14 TiO 2 -SBA-15-1%W 的光催化机理 [13] ZHANG H M, XU C, SHENG P K, et al. Synthesis of ZnO hollow
Fig. 14 Photocatalytic mechanism diagram of TiO 2 -SBA- spheres through a bacterial template method and their gas sensing
15-1%W properties[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2013, 181(2):
99-103.
[14] LI L (李琳), ZHAO C C (赵朝成), LIU Q Y (刘其友), et al. Study
3 结论 on screening and degradation characteristics of moderately halophilic
bacteria degrading PASHs[J]. Chemistry & Bioengineering (化学与
生物工程), 2014, 31(2): 44-47.
以芽孢杆菌为辅助模板剂，TiO 2 为活性组分， [15] YANG X L (杨雪莲), LI F M (李凤梅), LIU W T (刘婉婷), et al.