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,1048, 北京科技大学学报 第32卷 80r 2.1.3超细氧化亚铜投加量对光催化效果的影响 --0 ml.0.6 ml. ·-02mL←0.8ml 配置20mgL对硝基苯酚，改变催化剂的加入 60 404ml 量(0.10.20.40.6g)未滴加过氧化氢之前用 0.01mohL1HNO和0.01 mok L N0H调节溶液 40 H至3左右，保持H20滴加量为0.2mL在曝气的 条件下进行光催化反应实验，考察超细氧化亚铜投 加量对光催化效果的影响， 对光催化反应来说，位于低能价带的空穴是良 80120160200 好的氧化剂，位于高能导带的电子是良好的还原剂， 时间min 光催化反应正是直接或间接利用空穴和电子的氧 图4H202滴加量对光催化降解对硝基苯酚的影响 化还原能力进行光降解反应的.在氧化亚铜的量 Fis 4 Effect of H202 vohme on photodegradation of pnitrophenol 较少时，光激发产生的空穴和电子数量有限，不足以 LHNO和0.01 mok L NaOH溶液将pH值分别 产生强大的光催化能力，如图6所示，0.1g氧化亚 调至357和9之后滴加0.2mLH202,在曝气的 铜150min的脱色率仅为83.28%，明显小于0.2g 条件下进行光催化反应实验，考察对硝基苯酚溶液 氧化亚铜在150mm的脱色率88.389%.但是，随着 初始H值对光催化效果的影响. 溶液中氧化亚铜含量的增大，在剧烈的搅拌下溶液 由图5可以看出，H3.44时对硝基苯酚 越发浑浊，使得透光率降低，这就阻碍了氧化亚铜对 180mm脱色率为88.41%，显著高于pH5.03 光能的吸收，抑制了光激发产生电子和空穴的过程， H7.06和H9.06,并且随着H值的减小，脱色率 反而导致光催化性能降低，在本实验中，当氧化亚 逐渐增大.一方面，这是由于随着H值的减小，H 铜的含量为0.4g和0.6g时，其脱色率均小于氧化 的浓度增大，反应(7)向着正反应方向进行，电子受 亚铜含量为0.2g时的脱色率.因此寻找适当的催 体过氧化氢能够与大量©反应，产生足量的具有强 化剂浓度，对提高光催化效果具有重要的意义， 氧化性的·0H,促进了氧化亚铜的催化效果；另一方 100r 面，对硝基苯酚在水溶液中会发生以下反应： N0 0HN0, 0+H 60 (11) -012nH332 ◆02gpl34 40 +-04gnH3.39 在H<pK(对硝基苯酚的酸度系数pK值为 T06g321 7.15)时，溶液中H浓度增加，对硝基苯酚的非离 子形态所占的比例相对增大，而非离子形态具有极 高的疏水性，与离子形态相比，更容易被吸附2四)，因 40 80 120 160 时向mn 此更容易被降解去除， 100 图6氧化亚铜用量对光催化降解对硝基苯酚的影响 Fig6 Effect of cupmus oxide amount on photodegradation of pnitm- phenol 空60L 2.1,4光照时间对光催化效果的影响 40 --pH 3.44 取超细氧化亚铜颗粒0.2加入到初始质量浓 +-pH5.03 +H7.05 度为20mgL的对硝基苯酚溶液中，调节溶液H ￥-H9.06 至3左右，滴加0.2mLH202后，在曝气的条件下进 0 80120 160200 行光催化反应实验，考察光照时间对光催化效果的 时间mn 影响， 图5初始出对光催化降解对硝基苯酚的影响 由图7可以看出，光催化效果受时间影响不大， Fis 5 Effect of initial pH values on photodegradation of pmitmophe- 在pH3.5氧化亚铜投加量0.2g和H2020.2mL nol 时，经过60mn处理，脱色率即可达到80%以上，且北 京 科 技 大 学 学 报 第 32卷 图 4 Ｈ2Ｏ2滴加量对光催化降解对硝基苯酚的影响 Ｆｉｇ．4 ＥｆｆｅｃｔｏｆＨ2Ｏ2ｖｏｌｕｍｅｏｎｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｐ-ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｌ Ｌ －1ＨＮＯ3和 0∙01ｍｏｌ·Ｌ －1 ＮａＯＨ溶液将 ｐＨ值分别 调至 3、5、7和 9之后滴加 0∙2ｍＬＨ2Ｏ2在曝气的 条件下进行光催化反应实验考察对硝基苯酚溶液 初始 ｐＨ值对光催化效果的影响． 由图 5可以看出ｐＨ 3∙44时 对 硝 基 苯 酚 180ｍｉｎ脱 色 率 为 88∙41％显 著 高 于 ｐＨ 5∙03 ｐＨ7∙06和 ｐＨ9∙06并且随着 ｐＨ值的减小脱色率 逐渐增大．一方面这是由于随着 ｐＨ值的减小Ｈ ＋ 的浓度增大反应 （7）向着正反应方向进行电子受 体过氧化氢能够与大量 ｅ反应产生足量的具有强 氧化性的·ＯＨ促进了氧化亚铜的催化效果；另一方 面对硝基苯酚在水溶液中会发生以下反应： 在 ｐＨ＜ｐＫａ（对硝基苯酚的酸度系数 ｐＫａ值为 7∙15）时溶液中 Ｈ ＋浓度增加对硝基苯酚的非离 子形态所占的比例相对增大而非离子形态具有极 高的疏水性与离子形态相比更容易被吸附 ［22］因 此更容易被降解去除． 图 5 初始 ｐＨ对光催化降解对硝基苯酚的影响 Ｆｉｇ．5 ＥｆｆｅｃｔｏｆｉｎｉｔｉａｌｐＨｖａｌｕｅｓｏｎｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｐ-ｎｉｔｒｏｐｈｅ- ｎｏｌ 2∙1∙3 超细氧化亚铜投加量对光催化效果的影响 配置20ｍｇ·Ｌ －1对硝基苯酚改变催化剂的加入 量 （0∙10∙20∙40∙6ｇ）未滴加过氧化氢之前用 0∙01ｍｏｌ·Ｌ －1ＨＮＯ3和 0∙01ｍｏｌ·Ｌ －1ＮａＯＨ调节溶液 ｐＨ至 3左右保持 Ｈ2Ｏ2滴加量为 0∙2ｍＬ在曝气的 条件下进行光催化反应实验考察超细氧化亚铜投 加量对光催化效果的影响． 对光催化反应来说位于低能价带的空穴是良 好的氧化剂位于高能导带的电子是良好的还原剂 光催化反应正是直接或间接利用空穴和电子的氧 化--还原能力进行光降解反应的．在氧化亚铜的量 较少时光激发产生的空穴和电子数量有限不足以 产生强大的光催化能力．如图 6所示0∙1ｇ氧化亚 铜 150ｍｉｎ的脱色率仅为 83∙28％明显小于 0∙2ｇ 氧化亚铜在 150ｍｉｎ的脱色率 88∙38％．但是随着 溶液中氧化亚铜含量的增大在剧烈的搅拌下溶液 越发浑浊使得透光率降低这就阻碍了氧化亚铜对 光能的吸收抑制了光激发产生电子和空穴的过程 反而导致光催化性能降低．在本实验中当氧化亚 铜的含量为 0∙4ｇ和 0∙6ｇ时其脱色率均小于氧化 亚铜含量为 0∙2ｇ时的脱色率．因此寻找适当的催 化剂浓度对提高光催化效果具有重要的意义． 图 6 氧化亚铜用量对光催化降解对硝基苯酚的影响 Ｆｉｇ．6 Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｕｐｒｏｕｓｏｘｉｄｅａｍｏｕｎｔｏｎｐｈｏｔｏｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｐ-ｎｉｔｒｏ- ｐｈｅｎｏｌ 2∙1∙4 光照时间对光催化效果的影响 取超细氧化亚铜颗粒 0∙2ｇ加入到初始质量浓 度为 20ｍｇ·Ｌ －1的对硝基苯酚溶液中调节溶液 ｐＨ 至 3左右滴加 0∙2ｍＬＨ2Ｏ2后在曝气的条件下进 行光催化反应实验考察光照时间对光催化效果的 影响． 由图 7可以看出光催化效果受时间影响不大 在 ｐＨ3∙5、氧化亚铜投加量 0∙2ｇ和 Ｈ2Ｏ20∙2ｍＬ 时经过 60ｍｉｎ处理脱色率即可达到 80％以上且 ·1048·