多金属氧酸盐光催化降解有机污染物研究进展综述.pptVIP

多金属氧酸盐光催化降解有机污染物研究进展;摘要 ：光催化作为一种高级氧化技术在有机污染物的降解方面得到广泛研究。本文概述了多金属氧酸盐光催化降解有机卤化物、染料、农药等有机污染物的研究进展，介绍了多金属氧酸盐与半导体氧化物、层状双氢氧化物、分子筛与介孔材料、离子交换树脂形成的复合材料，以及与半导体氧化物、聚乙烯醇等形成的复合膜材料的相关研究。 关键词 ：多金属氧酸盐 光催化 降解 负载 前沿 ：农药、印染、化工等行业废水中含有大量的有机污染物，严重破坏了自然生态环境。降解水中有机污染物的方法很多，如生物降解法、化学氧化法、微电解法、超声降解法等，然而，以太阳光为能量来源，光催化降解有机污染物的高级氧化技术受到关注［1 ～ 3］。 目前有两类降解有机污染物的光催化剂，一类是半导体光催化剂，如TiO2（二氧化钛）、CdS(硫化镉)、ZrO2(氧化锆)等，另一类是多金属氧酸盐( Polyoxometalates，POM)。多金属氧酸盐是一类具有确定组成和规则结构的金属氧簇化合物，其光催化活性源于与TiO2等半导体氧化物相似的化学组成和电子属性，即含有d0 构型的过渡金属原子和氧原子。(在d0 过渡金属化合物与氧气的反应中通常是配体被氧化.) 多金属氧酸盐的光敏性质是1916 年由Rindl 最早发现的［4］。20 世纪80 年代初期，Yamase 等［5，6］研究了钨、钼同多季铵盐的光还原反应和基于此类光还原反应的光电池产H2反应。 Papaconstantinou［7］第一个对光催化反应过程进行了详细的研究，并指出还原态多金属氧酸盐在空气中可以重新氧 ; 化，构成POM 催化的循环过程。20 世纪90 年代，Papaconstantinou 等［8 ～ 12］认识到POM 在有机污染物光催化降解方面的潜在价值，对氯酚、苯酚、氯乙酸、异丙醇、农药林丹进行了光催化降解研究。此后，POM 光催化降解水中有机卤化物、农药、染料等污染物的研究迅速展开。 一、 POM 均相光催化降解水中有机污染物 水体中有机污染物多来自农药、印染、制革、化工等行业的废水排放，有机污染物中很多化学物质具有较强的稳定性，在自然环境中很难降解，光催化技术利用太阳光清洁能源可实现有机物的降解甚至矿化，弥补了微生物降解等传统方法的不足。POM 由于具有较好的水溶性，易与有机污染物组成均相催化体系，故POM 可作为均相光催化剂。 1．1 光催化降解有机卤化物 有机卤化物毒性大、难降解，对生态环境造成严重危害。2019 年，Mylonas 等［9，10］用K4W10O32、H3PW12O40?H4SiW12O40对氯乙酸、三氯乙酸、对氯苯酚、对甲苯酚进行光催化降解，结果发现，这些有机污染物均可被完全矿化，最终生成CO2和Cl－ 。K4W10O32和H3PW12O40的活性优于H4 SiW12O40，在对氯苯酚的降解反应中，与TiO2相比，催化剂的光催化活性H4 SiW12O40 K4W10O32 TiO2 H3 PW12 O40。2019 年，Texier 等［13］用Na4W10O32对氯酚进行光催化降解，研究表明Na4W10O32在太阳光下具有一定的光催化活性是由于其吸收光谱在300 ～400nm 之间与太阳光发射光谱重叠。Ozer 等［14］用H4SiW12O40、 H2NaPW12O40和H3PMo12O40作为催化剂降解1，2-二氯苯，这3 种催化剂均可有效; 降解1，2-二氯苯。催化活性与催化剂标准氧化还原电位有关，随着标准氧化还原电位的增加而降低，说明催化剂的重新氧化在降解过程中非常重要，标准氧化还原电位低的光催化剂更易被重新氧化而恢复活活。 W10O4－32 在pH 2. 5 左右稳定存在，PW12O3－40和SiW12O4－40分别在pH 1 ～ 2 与pH 5. 5 的范围内稳定存在［10，15］。为了寻求适应更宽pH 范围的光催化剂，2000 年，Hu 等［16］用仲钨酸阴离子W7O6－24对22 种脂肪烃氯代物和芳香烃氯代物如1，3 － 二氯丙烷、氯丙烷、苄基氯等进行了光催化降解。结果表明，在接近中性( pH 6. 7 ～ 6. 9) 情况下，W7O6－24对22 种有机氯化物均有降解作用，100W高压汞灯照射下降解4h，转化率在0. 5% ( 对CCl4) ～ 96% ( 对苄基氯)。 Hori 等［17，18］用均相催化剂H3 PW12O40在室温和500W 高压汞灯辐照下，光催化降解全氟取代羧酸CF3COOH、C2 F5COOH、C3 F7COOH 和C4 F9COOH，结果全氟烷基中的C—F 键发生断裂，反应进程中没有产生如CF4和C