Page 10 - 《华中农业大学学报（自然科学版）》2020年第5期
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华 中 农 业 大 学 学 报                                    第 ３９ 卷
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               巨大作用. Rao 等      [ ４０ ] 制备的 Er掺杂 TiO ２ 光催化      苯乙酸, 然 后 再 使 其 进 一 步 矿 化 为 CO ２ 和 H ２O .
               剂可以活化催化剂表面吸附的分子氧和表面羟基生                          仅紫外光照射下就无法产生 OH , 苯乙烯则首先发
               成 O ２ 和 OH , 在 VOCs去除方面发挥了重要作               生环异构化反应生成苯并环丁烯, 然后自发转化为
                      －
               用, 通过 进 一 步 筛 选 不 同 的 VOCs 污 染 物 发 现, 更难降解的化合物.
                O ２ 去除乙烯和乙醛等小分子 VOCs的效果更为                         氮氧化物( NO x 不仅会造成雾霾、 光化学烟雾
                                                                                 )
                   －
               显著; OH去除邻二甲苯这类苯系化合物作用效果                       和酸雨, 也会引起中毒、 阻塞性肺病和肺癌等一系列
               更好. Don g 等   [ ４１ ] 的研究也得到了一致的结论, 其            的健康问题      [ ４３ ] .在 NO x 去除过 程中, 多种活性氧
               研究发现 OH 有助于氧化甲苯生成苯甲醛、 苯甲                      物种都发挥 了 重 要 的 作 用; 其 中, O ２ 被 认 为 是
                                                                                                   －
               酸, 或是使甲苯氧化开环生成羰基化合物最终使其                         NO 氧化去除过程中最有利的活性氧物种, 因为它
               彻底矿化.结合理论计算结果可知, 具有强氧化性                         可以直接把 NO 一步氧化到无毒的 NO ３               －  , 而不产
               的 OH 可以攻击苯环上与支链相邻的 C＝C 键, 从                   生其他的毒副中间产物. Li等             [ ４４ ] 研究发现, 含氧空
               而实现苯环的氧化开环. Chen 等             [ ４２ ] 对比研究了紫    位 BiOCl材料诱导产 生 的  O ２ 可 以 单 边 桥 联 的
                                                                                            －
               外光和真空紫外光照射下 TiO ２ 体系中苯乙烯的光                                                －  . 其 他 活 性 氧 物 种,
                                                               方式与 NO 反 应 生 成 NO ３
               催化转化机理.结果发现, 真空紫外光照射下苯乙                         如 OH和 O ２ 在 推 动 NO 分 级 氧 化 进 程 中, 也
                                                                         １
                                                                             ,
               烯光催化降解率和矿化率( ８min内分别为 １００％ 和                    发挥 了 一 定 的 作 用. Wan g 等      [ ４５ ] 在 超 薄 碳 掺 杂
               ５１％ ) 均高于仅紫外光照射条件( ６０ min 内分别为                  钼酸铋材料光催 化 去 除 NO 的 机 制 研 究 中 发 现,
               ８６％ 和 ２１％ ), 其效率提高的主要原因是真空紫外                    光催化 过 程 中 产 生 的  OH 、 O ２    －  、 O ２ 等 多 种
                                                                                                  １
               光照射下 TiO ２ 可以光解水分子产生  OH .而光                  活性氧物 种 在 NO 去 除 过 程 中 都 发 挥 了 相 应 的
               解额外产生的 OH 可以把苯乙烯氧化为苯乙醛和                       作用( 图 ３ ).















                                         图 ３  活性氧物种诱导的光催化 NO 去除的可能步骤              [ ４５ ]
                           Fi g ．３ Thesu pp osedste p sofreactiveox yg ens p eciesinducedp hotocatal y ticNOremoval [ ４５ ]
               2.2  水中有机污染物                                    ３．５％ ) 代替 Fe 活化 H ２O ２ 产生的 OH 矿化去除
                                                                            ２＋
                                                                                        ,
                   人类在生活生产过程中产生的废水中含有大量                        甲 基 橙 效 率 可 达 到 ６７％ , 同 时 Fe 浸 出 率 小 于
               的有机污染物, 主要包括有机染料、 有机农药和抗生 ２．２５％ , 较好 地保 持 了 催 化 剂 的 稳 定 性. Xu 等                             [ ４８ ]
               素.这些污染物对土壤、 河流和地下水造成了严重                         构造的 Ti ＧTiO ２ ＧC ３N ４ 光催化体系不需额外添加
                                                                        ３＋
                                                                                                    ,
                                                                     ,
               污染.                                             H ２O ２ 可以直接活化分子氧生成 H ２O ２ 在类芬顿
                   芬顿法可以产生大量强氧化能力的 OH , 是降                   体系下 H ２O ２ 进一步转化为 OH , 用于污染物的高
               解有机染料的有效方法之一             [ １０ ] .例如, Sun 等  [ ４６ ] 通  效去除. Din g 等 [ ４９ ] 构建了阳极光催化氧化 Ｇ 阴极芬
               过筛选合适的 p H 、 H ２O ２ 浓度、 污染物浓度等构建                顿氧化结合的电化学双池系统用于处理罗丹 明 B
               的芬顿体系可产生大量  OH , 能有效降解橙 G 染                   染料污染物.相比于单池的光催化 Ｇ 芬顿电化学系
               料, 在 ６０ min 内橙 G 的脱色率可达 ９４．６％ .值得               统, 该系统具有更好的罗丹明 B 降解效率和矿化效
               注意的是, 芬顿法虽然降解效果显著, 但是对反应体                       率, 这主要是因为阳极产生的光生电子迁移到阴极
               系的 p H 要求严格且需要消耗大量的氧化剂, 这严                      可以促进氧气还原产生更多的 H ２O ２ 避免了单池
                                                                                                 ,
               重制约了其应用.因此, 研究人员又发展了类芬顿                         系统中 H ２O ２ 的损耗, 最终促进类芬顿反应产生更
               及光、 电辅助的类芬顿方法来 进行染料降解                    [ １２ , １５ ] . 多的  OH 降 解 罗 丹 明 B . 此 外, Wan g 等 [ ５０ ] 在
               Inchaurrondo 等 [ ４７ ]  利 用 商 业 化 硅 藻 土 ( 含 铁 量 BiOBr / Bi ２MoO ６ 异质 结 材 料 光 催 化 降 解 罗 丹 明 B
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