Page 200 - 《精细化工》2023年第9期

·2048· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

不同，叔 丁 醇 常 用 来猝灭 •OH 〔 k=(3.8~7.6)×
5
8
−
10 mol/(L·s)〕和 SO 4 •〔k= (4.0~9.1)× 10 mol/(L·s)〕，
9
而乙醇常用来猝灭•OH〔k = (1.2~2.8)× 10 mol/(L·s)〕
7
−
和 SO 4 •〔k = (1.6~7.7)× 10 mol/(L·s)〕 [27-28] 。由图
10 可知，在 60 min 时，对照组的 AO7 降解率为
95.97%，而添加了（0.5、1.0、1.5 mol/L）叔丁醇组
的降解率分别为 82.61%、85.93%、82.00%，此外，
添加了同样浓度（0.5、1.0、1.5 mol/L）乙醇后，
AO7 降解率分别降至 83.48%、81.82%、72.60%，
–
结果表明，降解过程中有 SO 4 •及•OH 生成，而这两
种猝灭剂较低的抑制效果也表明降解过程还存在其
他活性物质。因此，添加对苯醌和组氨酸分别用来
–
8
1
猝灭•O 2 〔k=9.6×10 mol/(L·s)〕 [29] 和单线态氧（ O 2 ）
9
〔k=2.0×10 mol/(L·s)〕 [30] 。当加入 5 mmol/L 对苯醌
后，AO7 降解率降至 44.64%，相比于对照组下降
–
51.33%，证明 CFD+PMS 体系会产生•O 2 。而加入
5 mmol/L 组氨酸后，AO7 60 min 时降解率较对照组
下降 59.07%。以上结果表明，CFD+PMS 体系中会
–
1
–
产生•OH、SO 4 •、 O 2 、•O 2 4 种活性物质，通过自由
基和非自由基途径同时降解 AO7。
2.4.2 XPS 分析
为进一步分析活化机理，通过 XPS 分析了 2.4.1
节对照组实验中 CFD 材料 1 次反应前后的价态变化
及元素组成，结果见图 11。由图 11a 可以看到，结
合能为 103.00、530.75、711.18、933.11 eV 处的峰
分别对应 CFD 中的 Si、O、Fe、Cu 4 种元素，且反
应前后的元素价态基本没有发生变化，证明了 CFD
a—XPS 全谱；b—O 高分辨 XPS 谱图；c—Si 高分辨 XPS 谱图；
的稳定性。 d—Fe 高分辨 XPS 谱图；e—Cu 高分辨 XPS 谱图；

图 11 CFD 的 XPS 谱图
Fig. 11 XPS spectra of CFD

由图 11b 可以发现，结合能 529.87 eV 处的峰为
晶格氧，结合能 532.39 eV 处的峰为吸附水中的氧，
结合能 531.22 eV 处的峰为表面羟基氧 [32] ，通过峰
面积计算可得，反应前后羟基氧的相对含量从
31.19%上升到 37.56%，证明了材料表面发生了羟基
化。由图 4c 可见，结合能 103.00 eV 处的峰为硅藻土
中的硅氧键 [36] 。由图 11d 可见，结合能为 710.13、
2+
712.04 eV 的峰对应 Fe 和 Fe 3+[37] ，而结合能为
717.87 和 731.86 eV 处的峰为 Fe 2p 3/2 和 Fe 2p 1/2 轨
2+
道的卫星峰 [10] ，反应 60 min 后，材料中 Fe 相对含
3+
量从 35.78%提升到 49.15%，而 Fe 相对含量从
64.22%降至 50.85%。由图 11e 可见，结合能为
+
2+
932.46、933.29 eV 处出现了 Cu 、Cu 的主峰及对
2+
+
应轨道的卫星峰 [38] ，反应前 Cu 和 Cu 的相对含量
分别为 31.29%和 68.71%，反应后分别变为 62.98%
和 37.02%。以上结果表明，CFD 的主要金属价态为