Page 203 - 《精细化工》2022年第11期

第 11 期 张舒萌，等: 3D 球状 BiOI 耦合过一硫酸盐可见光降解金橙Ⅱ ·2353·

度为 100 mg/L、温度为 25 ℃、pH 为 6.5、光照强
度为 350 W 的条件下进行猝灭反应，以无水乙醇，
叔丁醇为猝灭剂时， n(PMS)∶n(猝灭剂)=1∶3000，
以草酸钠，L-组氨酸，对苯醌为猝灭剂时，n(PMS)∶
n(猝灭剂)=1∶100，结果如图 11 所示。
由图 11 可知，与无猝灭剂（降解率 97.0%）相
比，当添加无水乙醇和叔丁醇猝灭时，降解率分别
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降低了 18.0%、8.1%，说明有•SO 4 和•OH 的产生。
加入草酸钠猝灭剂后降解率降低了 20.8%，说明当

图 9 不同初始 pH 对金橙Ⅱ降解的影响（a）及金橙Ⅱ的 光能≥BiOI 的带隙能时，BiOI 被激发使光生电子
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降解动力学拟合线（b） （e ）从价带（VB）跃迁至导带（CB），并且在 VB
Fig. 9 Effect of different initial pH on degradation of 留下空穴（h ），e 和 h 会与氧化物或污染物发生氧
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orange Ⅱ(a) and degradation kinetics fitting curves of [14]
orange Ⅱ(b) 化还原反应 。加入对苯醌猝灭剂后降解率降低了
59.0%，加入 L-组氨酸后几乎完全抑制了降解，表
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2.3.5 无机阴离子种类对金橙Ⅱ降解率的影响 明体系中生成了•O 2 和 O 2 并发挥着重要作用。
根据文献报道，无机阴离子的存在会影响污染
物的降解 [13] 。在 BiOI 质量浓度为 0.2 g/L，PMS 浓
度为 0.2 mmol/L，金橙Ⅱ质量浓度为 100 mg/L，温
度为 25 ℃，pH 为 6.5 的条件下进行降解反应，不
同阴离子在 BiOI/PMS/light 光催化系统中对金橙Ⅱ
降解性能的影响见图 10。

图 11 不同猝灭剂对催化体系的影响
Fig. 11 Effect of different quench agents on catalytic
system

因此，提出了 BiOI/PMS/light 体系可能的降解
机制，如图 12 所示。

图 10 无机阴离子对金橙Ⅱ降解的影响
Fig. 10 Effect of inorganic anions on degradation of
orange Ⅱ

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由图 10 可知，Cl 、SO 4 对金橙Ⅱ的降解影响
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不大，NO 3 有略微的抑制作用，HCO 3 、CO 3 对金橙
Ⅱ的降解抑制效果明显。这是因为碳酸盐的加入会
升高溶液的 pH，碱性环境会降低金橙Ⅱ的降解效
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果。同时，HCO 3 是 SO 4 •和•OH 的有效清除剂。所
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以，反应体系中 HCO 3 、CO 3 浓度需严格控制。
2.4 机理分析
2.4.1 自由基猝灭机理
为了研究金橙Ⅱ降解反应过程中的主要自由
图 12 金橙Ⅱ的降解机理
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基，分别用无水乙醇（捕获•SO 4 、•OH）、叔丁醇（捕 Fig. 12 Degradation mechanism on orange Ⅱ
+
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获•OH）、草酸钠（捕获 h ）、L-组氨酸（捕获 O 2 ）、
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对苯醌（捕获•O 2 ）作为猝灭剂。在 BiOI 质量浓度 BiOI 导带上的 e 与 PMS 反应，使—O—O—断裂，
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为 0.2 g/L、PMS 浓度为 0.2 mmol/L、金橙Ⅱ质量浓 产生•SO 4 ，因为•SO 4 的氧化还原电位〔E(•SO 4 /SO 4 )=