Page 123 - 《精细化工》2020年第7期
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第 7 期 赵国峥，等: 介孔 Ag/AgCl/CeO 2 的制备及其 photo-CWPO 体系的催化性能 ·1405·
2.2.2 催化剂投加量及 Ag 负载量对 COD 去除率的 反应 60 min 的条件下，分别投加 H 2 O 2 （质量分数
影响 30%）2、4、6、8、10 mL，考察 H 2 O 2 用量对 COD
在 photo-CWPO 体系中，100 mL 稀释为 500 mg/L 去除率的影响，结果见图 9。如图 9 所示，COD 去
的丙烯腈废水、8 mL 的 H 2 O 2 （质量分数 30%），水浴 除率随着 H 2O 2 的增加而增加，在 H 2O 2 投加量 8 mL
温度40 ℃，反应60 min的条件下。改变Ag/AgCl/CeO 2 (x) 时获得最大去除率 84.12%。继续提高 H 2 O 2 投加量，
的投加量分别为 50、100、200、400 mg，COD 的去 去除率无明显变化。这是因为过量的 H 2O 2 会导致•OH
除率变化如图 8 所示。随着催化剂用量的增加，COD 自身反应消耗而转化为过氧化羟基自由基（•HO 2 ），
的去除率增加，当投加量为 200 mg 时，COD 去除率 H 2 O 2 的无效分解导致•OH 的产生量减少 [22] 。
最大，为 90%；继续增加催化剂用量，COD 的去除率
略有下降。这是由于催化剂投加量增大，颗粒接触机
会增加，出现颗粒团聚，减少了与有机物接触的活性
中心，导致•OH 在有机物分子降解中的利用率降低 [19] 。
因此，本研究条件下的最佳催化剂用量为 200 mg。
图 9 H 2 O 2 投加量对 COD 去除率的影响
Fig. 9 The effect of H 2 O 2 dosage on COD removal rate
2.2.4 pH 对 COD 去除率的影响
在 100 mL 稀释为 500 mg/L 的丙烯腈废水、200 mg
制备的催化剂和 8 mL H 2 O 2 （质量分数 30%），水浴
图 8 催化剂投加量及 Ag 负载量对 COD 去除率的影响 温度 40 ℃，反应 60 min 的条件下，用 HCl 和 NaOH
Fig. 8 Effect of catalyst dosage and Ag loading on COD 调节溶液 pH 为 4、5、6、7、8、9，考察 pH 对有
removal rate
机物催化降解的影响，结果如图 10 所示。
+
掺杂的 Ag 是电子的有效接收体，可捕获导带
中的电子。金属离子对电子的争夺，使得光生电子
和空穴分离，减少了 CeO 2 表面光生电子与空穴的复
合几率，从而使 CeO 2 表面在光辐射作用下产生更多的
•OH,提高催化活性。在较低的 Ag 负载量下（1 mmol），
Ag 颗粒进入 CeO 2 的深孔中，不能参与催化过氧化
反应，只有在孔开口处的部分 Ag 颗粒参与氧化反
应，催化剂表面没有足够的活性中心，导致催化剂
效率较低。随着 Ag 负载量的增加，COD 去除率最高
达到 90%，Ag 负载量为 2 mmol 的 Ag/AgCl/CeO 2 催
化剂具有较高的催化活性。当 Ag 负载量进一步增加 图 10 pH 对 COD 去除率的影响
Fig. 10 The effect of pH on COD removal rate
至 4 mmol 时，Ag 成为电子和空穴快速复合的中心，
催化活性反而降低。并且导致 Ag/AgCl/CeO 2 粒径减 从图 10 可以看出，pH 从 4 增加到 6，COD 去
小并形成聚集体，这些聚集颗粒较重且密度高，导致 除率呈增加趋势，当 pH>6 时，COD 去除率明显降
催化剂表面活性中心减少，COD 去除率降低 [20-21] 。 低。这是因为 pH 为 6 时，•OH 的电位较高，有机物
2.2.3 H 2 O 2 用量对 COD 去除率的影响 分子在碱性或酸性介质中发生质子化或脱质子化过
在 photo-CWPO 体系中，H 2 O 2 用量对有机物的 程。pH<6 时，由于静电斥力作用，有机物分子质子
降解起着重要的作用。•OH 的生成主要依赖于溶液 化，与 Ag/AgCl/CeO 2 活性中心的相互作用较差；在碱
中的 H 2 O 2 含量。在 100 mL 稀释为 500 mg/L 的丙烯 性条件下，H 2O 2 在催化剂表面自分解生成 H 2O 和 O 2，
腈废水样、200 mg 制备的催化剂、水浴温度 40 ℃， 而且碱性溶液会中和催化剂表面的电荷，从而降
