Page 204 - 《精细化工》2022年第11期

·2354· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

2.5~3.1 eV〕大于•OH 的氧化还原电位〔E(•OH/H 2O)= 氮结构 [18] ，峰的强度随时间的延长逐渐降低，可以
–
1.7~1.8 eV〕，所以•SO 4 可以通过氧化 H 2 O 生成•OH， 说明体系中的自由基攻击金橙Ⅱ中的偶氮键使其断
–
如式（4）~式（5）所示 [15] 。由于 E(H 2 O/OH )>E(•OH/ 裂，然后进一步破坏其萘环结构和苯环结构，最终
–
+
H 2 O)，所以 VB 上的 h 可以将体系中的 H 2 O/OH 氧 矿化为 CO 2 、H 2 O。证明 BiOI 耦合 PMS 在可见光
化生成•OH，如式（6）所示。BiOI 的 CB 高于溶于 条件下对金橙Ⅱ有良好的降解效果。
–
体系中 O 2 转化为•O 2 所需的电位，所以可以将 O 2 还
– [7] – 1 3 结论
原为•O 2 ，如式（7）所示 。同时，•O 2 显示出与 O 2
– + 1
的伴随关系，生成的•O 2 在 H 的存在下可作为 O 2
（1）通过简单的溶剂热法，控制水热反应温度，
的前体，这也很好地解释了催化剂在酸性条件下表
在 120 ℃下对 BiOI 进行形貌调控，合成了一种高
现出较高的活化性能。同时，也有文献称 PMS 的自 效的 3D 球状 BiOI 光催化剂，其表面由纳米薄片组
1 [16]
分解可缓慢生成 O 2 ，如式（8）~ 式（9）所示， 成，提供了较大的比表面积和活性位点，同时拥有
–
1
在 BiOI 表面形成的•O 2 和 O 2 被释放到偶氮染料溶 良好的可见光响应和窄的禁带宽度，在氙灯照射下，
液中，破坏其分子结构使金橙Ⅱ降解 [17] 。综上，BiOI
BiOI 激活 PMS 降解金橙Ⅱ的催化活性显著提高。
耦合 PMS 在可见光条件下降解金橙Ⅱ是多途径的，
（2）在金橙Ⅱ质量浓度为 100 mg/L、BiOI 投加
是多种自由基共同作用的结果，是非均相反应。 量为 0.2 g/L、初始 PMS 浓度为 0.2 mmol/L 时，金
– 2– – 2– （4）
e +S 2 O 8 →•SO 4 +SO 4 橙Ⅱ的降解效率能达到 97.0%，并且在较宽的 pH 范
–
2–
+
•SO 4 +H 2 O→H +SO 4 +•OH （5） 围下（5~9）都有良好的降解效果，降解效率均能达
+
–
h +H 2 O/OH →•OH （6） 到 95%以上。除 HCO 3 、CO 3 外，其余无机阴离子
–
2–
–
–
e +O 2 →•O 2 （7） 对降解体系的影响不大。
– + 1
2•O 2 +2H →H 2 O 2 + O 2 （8） （3）猝灭实验和 UV-Vis 光谱变化情况表明，金
– 2– – 2– 1
橙Ⅱ的偶氮键和发色基团在 O 2 、•O 2 、h 、•SO 4 、
HSO 5 +SO 5 →HSO 4 +SO 4 + O 2 （9） 1 – + –
2.4.2 金橙Ⅱ降解过程中的紫外-可见光谱变化
•OH 等活性自由基的作用下断裂分解为小分子物
为了研究 BiOI 耦合 PMS 可见光降解金橙Ⅱ的 质，其中起主要作用的是 O 2 、•O 2 ，降解过程是多
–
1
降解过程，将不同反应时间后的金橙Ⅱ溶液进行了 途径的非均相反应。
紫外-可见光谱测试，在 BiOI 质量浓度为 0.2 g/L， BiOI 的循环利用性、稳定性及自然水体中有机
PMS浓度为0.2 mmol/L，金橙Ⅱ质量浓度为100 mg/L，
质对降解体系的影响需进一步探索。
温度为 25 ℃，pH 为 6.5 的条件下进行降解反应，
结果如图 13 所示。 参考文献：
[1] SHI Y Q, YANG Z L, XING L, et al. Ethanol as an efficient
cosubstrate for the biodegradation of azo dyes by Providencia
rettgeri: Mechanistic analysis based on kinetics, pathways and
genomics[J]. Bioresource Technology, 2021, 319: 124117.
[2] KHALED J M, ALYAHYA S A, GOVINDAN R, et al. Laccase
producing bacteria influenced the high decolorization of textile azo
dyes with advanced study[J]. Environmental Research, 2021, 200:
112211.
[3] ONGA L, KORNEV L, PREIS S. Oxidation of reactive azo-dyes
with pulsed corona discharge: Surface reaction enhancement[J].
Journal of Electrostatics, 2020, 103: 103420.
[4] LIU S T, SUN J P, REN G M, et al. Vacancy-engineered
bismuth-based semiconductor with enhanced photocatalytic activity:
A review[J]. Materials Science in Semiconductor Processing, 2022,

图 13 金橙Ⅱ降解过程的 UV-Vis 光谱 137: 106230.
[5] SU X D, YANG J J, YU X, et al. In situ grown hierarchical 50%
Fig. 13 UV-Vis spectra of orange Ⅱ degradation progress BiOCl/BiOI hollow flowerlike microspheres on reduced graphene
oxide nanosheets for enhanced visible-light photocatalytic degradation
图 13 中有 3 个较为明显的特征峰，位于 230 nm of rhodamine B[J]. Applied Surface Science, 2018, 433: 502-512.
[6] ZHONG X, ZHANG K X, WU D, et al. Enhanced photocatalytic
处的峰属于金橙Ⅱ中的苯环结构，306 nm 处的吸收
degradation of levofloxacin by Fe-doped BiOCl nanosheets under
峰代表着金橙Ⅱ的萘环结构，484 nm 处的峰表示金 LED light irradiation[J]. Chemical Engineering Journal, 2020, 383:
橙Ⅱ的腙式结构。金橙Ⅱ中的发色基团主要为偶氮 123148.
[7] YANG L W, JIA Y Y, PENG Y Q, et al. Visible-light induced
键（—N==N—）和不饱和的—S==O—。金橙Ⅱ在 activation of persulfate by self-assembled EHPDI/TiO 2 photocatalyst
溶液中会发生异构互变效应，产生腙结构，以偶氮- toward efficient degradation of carbamazepine[J]. Science of the
Total Environment, 2021, 783: 146996.
腙的混合形式存在，430 nm 处的肩峰为金橙Ⅱ的偶 （下转第 2363 页）