Page 176 - 《精细化工》2022年第7期

·1462· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

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更多的 PS，即达到饱和；另一方面，PS 过量会导 PS 有助于 h 对 TC 的氧化，换言之，PS 含氧阴离子
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致多余的 S 2 O 8 与 SO 4 发生反应，对 SO 4 有一定的猝 S 2 O 8 掠夺 e 的能力非常强。
灭效果，见式（4）和（5）。因此，当 TC 和 BICN-3
表 2 猝灭剂对催化体系的影响
的质量浓度分别为 10 mg/L 和 0.25 g/L 时，在分散
Table 2 Influence of quench agent on catalytic system
溶液中添加 2 mmol/L 的 PS，TC 降解率最高。
2
–1
催化体系 TC 降解率/% k/min R
2– – – 2– （4）
S 2 O 8 +e →•SO 4 +SO 4 BICN-3 62.0 0.0101 0.9368
– 2– – 2– （5）
SO 4 +S 2 O 8 →S 2 O 8 +SO 4 BICN-3/PS 88.2 0.0386 0.9694
2.4 猝灭实验 BICN-3/PS+MeOH 72.4 0.0322 0.9515
为了确定 BICN-3/PS 光催化降解 TC 过程中主 BICN-3/PS+TBA 80.2 0.0348 0.9289
BICN-3/PS+EDTA 62.2 0.0105 0.9414
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要的活性物质，进行了自由基和空穴（h ）猝灭实
BICN-3+EDTA 45.5 0.0049 0.9398
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验。分别使用 TBA 和 EDTA 猝灭•OH 和 h ，用 MeOH
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作为•OH 和•SO 4 共同的猝灭剂。如图 6a 所示，在 2.5 阴离子对 BICN-3/PS 体系的影响
2.2 节实验条件下，在光反应体系中加入 5 mmol/L 自然水体中，一般会存在大量的 Cl 、CO 3 、
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2–
的 TBA 和 MeOH 后，TC 的降解速率没有太大变化， SO 4 和 NO 3 等无机阴离子，其既可能与污染物竞争
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2–
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说明•OH 和•SO 4 并不是该光催化体系主要的活性 消耗体系中产生的活性物质，可以说是水体中自由
物质。 基的猝灭剂，也可能与某些离子络合而强化 PS 氧

化，从而在不同程度上影响光催化剂与 PS 的协同
2–
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效能 [20] 。因此，按 2.2 节实验条件，探讨了 Cl 、CO 3 、
2–
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SO 4 和 NO 3 （各 100 mg/L）4 种无机阴离子存在下，
BICN-3 和 BICN-3/PS 体系对初始质量浓度为 10 mg/L
TC 降解率的影响，并且为了进一步探究阴离子浓度
对 BICN-3/PS 体系降解 TC 的影响，将阴离子质量
浓度从 100 mg/L 上升到 200 mg/L，结果如图 7 所示。

图 7 BICN-3 与 BICN-3/PS 体系反应 60 min 后的 TC 降
解率
Fig. 7 TC removal rate after 60 min reaction of BICN-3
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图 6 活性物质•OH、•SO 4 猝灭（a）和 h 猝灭（b）
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Fig. 6 Active substance •OH, •SO 4 quenching (a) and h and BICN-3/PS system
quenching (b)
由图 7 可知，单纯 BICN-3 体系的 TC 降解率为
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此外，为了得出 h 对 TC 的氧化效果和 PS 对 62.0%，而在该体系中加入 Cl 后，上升到 66.7%，
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h 的影响，在有无 PS 的两种情况下，光反应 5 min 因此 Cl 有轻微的加强作用，其原因可能是水中少量
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后再添加 EDTA，结果如图 6b 所示。由图 6b 可知， 的•OH 与 Cl 生成具有较弱氧化性的•Cl。但是对于
两种体系都存在 EDTA 的情况下，TC 的降解率明显 BICN-3/PS 体系而言，降解效果反而变差了，TC 降
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降低，可以说明 h 是该催化体系主要的活性物质。 解率从 88.2%下降到 77.4%，说明 Cl 对 BICN-3/PS
具体数据如表 2 所示。 体系有一定的抑制作用，其原因可能是 Cl 作为猝灭
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由表 2 可知，添加 PS 后，BICN-3/PS 对 TC 的 剂，同时消耗水体中的•OH 与•SO 4 ，当 Cl 浓度上升
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降解速率常数（k）为 0.0386 min ，为不加 PS 时，对•OH 与•SO 4 的猝灭效果更加显著，见式（6）
–1
（0.0101 min ）的 BICN-3 体系的 3.82 倍。因此， 和（7）：