苯乙炔铜协同PMS光催化降解磺胺二甲嘧啶的机理研究

作者：林子力; 张舸; 刘国光^*; 张筱昱; 王奕舜; 刘德柱; 牛梦洋; 肖震钧; 陈平; 吕文英^*

来源：环境科学学报, 2023, 1-12.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2023.0243

• 苯乙炔铜
• 过一硫酸盐
• 磺胺二甲嘧啶
• 光催化
• 降解机理

基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术(SR-AOPs)在废水处理中引起广泛关注.本工作成功合成苯乙炔铜(PhC2Cu)光催化剂并构建新型的PhC2Cu/PMS体系，并进行可见光下降解磺胺二甲嘧啶(SMT)的机理研究.紫外-可见漫反射光谱、荧光发射光谱和光电化学测试表明PhC2Cu具有良好的光电化学特性.PhC2Cu光催化活化PMS可以产生多种活性物种，并且PMS捕获电子能提高PhC2Cu界面电荷传输效率和光生载流子的分离效率，进而来提高PhC2Cu/PMS体系的光催化性能.值得注意的是，PhC2Cu/PMS体系在低功率蓝色LED灯下使SMT的降解率在30 min内高达97.65%，其反应速率分别是PhC2Cu添加PMS(无光照)情况下的7.70倍和PhC2Cu光照下(无添加PMS)的5.62倍.通过一系列环境影响因素(pH、离子、实际水体等)实验表明PhC2Cu/PMS体系具有极大的实际应用潜力.循环实验表明，PhC2Cu/PMS具有可靠的光催化稳定性和可循环使用性.此外，还揭示了PhC2Cu活化PMS光催化降解SMT过程的电子转移途径.得益于PhC2Cu极负的导带(CB)电位，该体系产生的丰富的光生电子有利于活化PMS及促进光催化过程中活性物种的生成.实验结果表明，超氧自由基(O2·-)和单线态氧(1O2)是SMT降解的主要活性物种.这项工作有助于为基于苯乙炔铜的新型光催化剂协同PMS增强有机污染物的降解提供理论指导和科学依据.

• 单位
  广东工业大学