Page 193 - 《精细化工》2021年第12期
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第 12 期 何 洋，等: NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基的制备及其催化降解性能 ·2555·
0.15 g/L 的 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基与 TEMPO 对
甲基橙的降解性能，结果见图 7。如图 7 所示，在
相同的条件下降解甲基橙 60 min 时，TEMPO 对甲
基橙的降解率只有 39.02%；而 NIT-Ph-p-BEN 氮氧
自由基对甲基橙降解率达到了 94.26%。这是由于相
比于 TEMPO，NIT 类氮氧自由基结构中同时包含了
–
+
氮氧偶极( N—O )和氮氧自由基(N—O•)双官能团，
未成对的电子离域在两个等性的 N—O 基团上，使
其电子分 布更广泛 、活性更 高 [23,30] 。因此 ，
图 5 降解时间对甲基橙降解率的影响 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基显示出比 TEMPO 更高的
Fig. 5 Effect of degradation time on the degradation rate 降解活性。
of MO
2.3 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基对不同染料降解性
能的评价
在探究了 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基对甲基橙
的降解性能后，进一步讨论了 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自
由基对甲基蓝及罗丹明 B 降解率的影响。在染料质
量浓度为 15 mg/L，NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基与
H 2 O 2 的加入量分别为 0.15 g/L 和 30 mmol/L 的情况
下，使用紫外光谱对甲基橙、甲基蓝、罗丹明 B 溶
液进行表征，结果见图 6。如图 6 所示，NIT-Ph-p-BEN
图 7 两种氮氧自由基的降解性能
氮氧自由基对甲基橙、甲基蓝、罗丹明 B 均有良好
Fig. 7 Degradability of two free radicals of nitroxide
的降解效果。反应 60 min 时，甲基橙、甲基蓝、罗
丹明 B 的降解率分别为 94.26%、60.80%、49.13%， 2.5 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基的循环使用性研究
说明 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基对甲基橙有更好的 在甲基橙质量浓度为 15 mg/L，H 2 O 2 加入量为
催化降解性。这是由于相比于甲基蓝和罗丹明 B 的 30 mmol/L 的条件下，在 1 h 内，通过回收的 NIT-Ph-
环状结构，甲基橙的偶氮键更容易断裂 [26] ，以及带 p-BEN 氮氧自由基对甲基橙溶液进行重复降解实
有正电荷的氧代铵阳离子增大了与阴离子型染料甲 验，评估了 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基的可重复使用
基橙的结合几率 [27-29] ，从而增强了 NIT-Ph-p-BEN 性，结果见图 8。由图 8 可以看出，在进行 5 次循
氮氧自由基对甲基橙的降解能力。 环利用实验后，NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基对甲基橙
的降解率有所降低，但仍保持在 83.74%，表明
NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基具有良好的循环利用性。
图 6 NIT-Ph-p-BEN 对染料的降解性能
Fig. 6 Degradability of dyes by NIT-Ph-p-BEN
2.4 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基与 TEMPO 的降解 图 8 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基的循环实验
Fig. 8 Cyclic test of NIT-Ph-p-BEN nitroxide radical
性能对比
在甲基橙质量浓度为 15 mg/L，H 2 O 2 加入量为 2.6 NIT-Ph-p-BEN 氮氧自由基降解染料机理初探
30 mmol/L 的条件下，进一步对比了质量浓度均为 研究表明，稳定的 TEMPO 和 NIT 氮氧自由基、
