可见光讲解染料进展课件

TiO2可见光降解染料进展TiO2可见光降解染料机理2TiO2可见光降解染料进展3TiO2染料光敏化降解研究进展4问题及展望5TiO2可见光降解染料进展1TiO2可见光降解染料的研究背景11TiO2可见光降解染料的研究背景严重污染环境水量大、色度高、成分复杂、可生化性差全世界染料产量1-20%在印染过程中流失染料难降解（共轭结构）TiO2可见光降解染料的研究背景无毒光生空穴具有强氧化性对染料的矿化程度高可在常温常压下反应物化性质稳定TiO2催化降解染料不产生二次污染

TiO2光催化降解染料的特点只有在波长小于387nm的紫外光下才能发挥催化活性到达地面的阳光中紫外线波段的能量尚不足5%，实际利用的更少，而可见光部分的比例却占太阳能的45%TiO2可见光降解染料的机理TiO2紫外光光催化

在近紫外光（~380nm）的照射下，TiO2受光激发，产生电子-空穴对的分离。空穴具有很强的氧化能力（氧化电位高达3.4V），可以将吸附在催化剂表面的有机物氧化降解，直至矿化为CO2和H2O。TiO2可见光降解染料机理pH为7的溶液中TiO2的能带图TiO2可见光降解染料机理染料激发态的淬灭机理TextTextText染料接受可见光照射，发生电子从较低能级向较高能级的跃迁基态染料激发态染料分子处于激发态的分子是不稳定的，它可以通过辐射跃迁和非辐射跃迁等丧失多余的能量而返回基态。TiO2可见光降解染料机理染料激发态与TiO2导带间的电子转移TiO2可见光降解染料研究进展活性染料在低纳米TiO2用量时脱色效率较低，脱色效率随用量增大而明显升高芳甲烷结构﹥偶氮结构﹥蒽醌结构证明退色是高度矿化为CO2、无机离子和水赵进才研究发现，TiO2催化条件下荧光素、罗丹明、酸性红、孔雀绿等能在可见光下被降解。王文保研究发现光催化对于碱性染料体系纳米TiO2用量在200~2000mg/L范围内脱色处于较高水平不同结构的染料光降解难易程度不同TiO2可见光降解染料研究进展偶氮染料AO7-TiO2体系受太阳光激发后活性物质生成机制示意图（Maria，2002）TiO2可见光降解染料研究进展AO7波谱变化（a）加催化剂前（b）加催化剂照射30min（c）2h（d）4h（e）6h（f）8h；[AO7]=8.5×10-4M，[TiO2]=750mg/l,pH=5.8(natural),T=298KAO7波谱变化（a）加催化剂前（b）加催化剂照射30min（c）2h（d）4h（e）6h（f）8h；[AO7]=8.5×10-4M，[TiO2]=750mg/l,pH=5.8(natural),T=298K萘环偶氮键苯环TiO2可见光降解染料研究进展AO7波谱变化TiO2可见光降解染料研究进展染料浓度随时间变化苯环、偶氮键、萘的降解TiO2可见光降解染料研究进展GC-MS检测到的中间产物MariaStylidi,DimitrisI.Kondarides,XenophonE.Verykios.AppliedCatalysisB:Environmental40(2003)271–286.TiO2可见光降解染料研究进展GC-MS检测到的中间产物MariaStylidi,DimitrisI.Kondarides,XenophonE.Verykios.AppliedCatalysisB:Environmental40(2003)271–286.TiO2可见光降解染料研究进展无机离子产生量与时间关系图NO3-浓度较低CO2生成速率与时间关系图TiO2可见光降解染料研究进展蒽醌染料茜素茜素红TiO2可见光降解染料研究进展蒽醌染料可能的降解途径TiO2可见光降解染料研究进展氧杂蒽类染料磺酸基团吸附模式下的降解途径乙二胺、CO2SRB的降解SRB的降解乙二胺基团吸附模式下的降解途径

TiO2可见光降解染料研究进展罗丹明BRhB的降解在TiO2纳米条带存在、可见光下照射降解的主要产物为1,2-苯二甲酸二酯、乙二酸、苯甲酸由产物看主要是发色团结构的降解为主，进行少量的脱乙基过程TiO2染料敏化降解有机物研究进展TiO2染料敏化降解有机物研究进展染料分子激发态的能级比TiO2

导带的能级更负，实现电子的转移光热稳定性好，使用寿命长可与半导体TiO2

表面牢固地结合，并以高的量子效率将电子注入到其导带中宽的光谱响应范围，尽可能宽的范围内吸收可见太阳光谱具有足够高的氧化还原电势，使其能迅速结合电解质溶液或空穴中的电子给体而再生敏化剂具备的基本条件TiO2染料敏化降解有机物研究进展作者染料目标污染物结论李祥忠2002玫瑰红、曙红、藻红、罗丹明B

2,4-二氯苯酚

降解主要途径:·OH自由基氧化、O2氧化和导带电子直接还原；4种染料敏化效果依次为:玫瑰红≈曙红>藻红>罗丹明BDebabrata2002亚甲基蓝、罗丹明B苯酚、氯苯、1,2-氯乙烷、三氯乙烯5h降解达到70%Debabrata2006曙红、劳氏紫酸性湖蓝AB1曙红和劳氏紫存在分别降解56.7%和41%，敏化剂自身也降解了65.7%和65.2%Photocatalyst:TO2-rhodamineBpollutantPinPurDegradationofP(%)CO2(mmol)Cl-(mmol)Phenol1.00.33673.4-Chlorophenol0.10.038620.240.054Trichloroethylene1.00.28720.981.861,2-Dichloroethane1.00.24761.020.98CPC0.10.050500.90-DBS0.040.0148630.33-TritonX1000.10.039611.37-表TiO2-rhodamineB为敏化剂降解有机物效果（Debabrata2002）苯酚氯酚三氯乙烯1，2-二氯乙烷氯化十六烷基铵基吡啶十二烷基苯磺酸钠聚乙二醇辛基苯基醚

PH=5可见光作为光源，矿化率较低图SRB光敏化降解与直接光解区别（Zhao,2000）SRB光敏化降解与直接光解的区别问题与展望问题光吸收范围窄敏化剂自身降解分散：难分离、再利用固定：反应界面降低，竞争吸附、效率低。