光催化氧化降解聚乙二醇的机理研究 - 分子催化.pdfVIP

　第２１卷 第２期 分　　子　　催　　化 Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．２　 　２００７年４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＯＬＥＣＵＬＡＲＣＡＴＡＬＹＳＩＳ（ＣＨＩＮＡ） Ａｐｒ．　２００７　 文章编号：１００１３５５５（２００７）０２０１４４０５ 光催化氧化降解聚乙二醇的机理研究 １ １ ２ 吴　缨 ，陈　红 ，范崇政 （１．合肥学院　化学与材料工程系，安徽 合肥２３００２２；２．中国科学技术大学　化学物理系，安徽 合肥２３００２６） 摘　要：以纳米ＴｉＯ为光催化剂，对聚乙二醇水溶液进行光催化降解实验．气相色谱、热重、红外、核磁共振等测 ２ 定结果表明：降解过程有低分子量聚乙二醇和甲酸酯及其他低分子量酯等中间产物生成，最终矿化为ＣＯ和ＨＯ． ２ ２ 关　键　词：光催化；聚乙二醇；反应机理 中图分类号：Ｏ６４３．３２；Ｘ７０３　　　 文献标识码：Ａ 　　水是当今世界面临的主要问题．随着水资源短 氧气以９０ｍＬ／ｍｉｎ的流量以鼓泡方式从底部通入反 缺日益加剧和水污染日趋严重，水已成为人类社会 应液，尾气从另一端流出，经冷阱后进入气相色谱 可持续发展的限制因素．现行的污水处理方法（膜 仪，定量检测生成的ＣＯ量．反应２４ｈ后，高速离 ２ 分离法、沉降法、活性污泥法、化学氧化法）对水体 心（上海安亭科学仪器厂 ８００型离心机，３０００ｒ／ ［１，２］ ｍｉｎ）１ｈ分离反应液和催化剂，采用真空干燥法除 中的高分子聚合物很难达到满意的效果 ．以ｎ 型半导体材料为催化剂的光催化反应，因其在较温 去水分，采用热重分析（ＴＧ）、傅立叶变换红外光谱 和的条件下即可实现许多通常难以进行的降解反应 （ＦＴＩＲ）和核磁共振波谱（ＮＭＲ）对中间产物进行 ［３，４］ 表征． 而日益受到青睐 ．聚乙二醇（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙ ｃｏｌ，以下简称 ＰＥＧ）是一种水溶性高分子聚合 １．３降解产物的表征方法 ［５］ ＧＣ９Ａ型气相色谱仪（日本 Ｓｈｉｍａｄｚｕ公司）， 物 ，有一系列由低等到中等分子量的产品，应用 广泛，因此研究降低其对环境的污染具有实用 热导检测器（ＴＣＤ）． 价值． ＴＧＡ５０Ｈ型热重分析仪 （日本 Ｓｈｉｍａｄｚｕ公 对聚乙二醇的降解研究主要集中于热或热氧降 司），铝池，Ｎ气氛，气体流量２０．００ｍＬ／ｍｉｎ；温度 ２ ［６，７］ 范围：室温～８００．０℃，升温速率１０．０℃／ｍｉｎ． 解方面 ，对其水溶液的降解尚未见文献报道． 本文以聚乙二醇为目标污染物，以ＴｉＯ为催化剂， Ｎｅｘｕｓ８７０型傅立叶变换红外光谱仪（美国 ２ 应用气相色谱（ＧＣ）、热重分析（ＴＧ）、傅立叶变换 Ｎｉｃｏｌｅｔ仪器公司），粉末样品用 ＫＢｒ压片法制样， 红外光谱（ＦＴＩＲ）和核磁共振波谱（ＮＭＲ）等技术对 测定． 光催化氧化聚乙二醇的降