2.5 pH值
在0·60gPAN-Fe催化剂(CFe-PAN=28·33mg/g)和浓度为3·0mmol/L的过氧化氢存在时,不同pH值时对2种染料进行脱色降解反应,结果如图6所示。由图可见,对2种染料而言,其脱色率均随着pH值的升高呈下降趋势。其原因至少涉及3个方面:1)pH值的升高可能会影响染料在催化剂表面的吸附。2)pH值的升高可能导致过氧化氢的过快分解,减少了羟基自由基的生成[11]。3)PAN-Fe催化剂中的铁离子在碱性范围内可能会吸附大量氢氧根,抑制了它的催化活性。从图6中还可看出,pH值为10的条件下,2种染料在80min时的脱色率也分别达到70%和47%,这表明作为非均相Fenton反应催化剂的PAN-Fe具有较为广泛的pH值的适应性。
2.6 紫外可见光谱分析
在0·60gPAN-Fe催化剂(CFe-PAN=28·33mg/g)和浓度为3·0mmol/L的过氧化氢存在时,2种染料脱色降解反应的紫外可见光谱如图7所示。
从图7可以看出,2种染料在可见光区(400~800nm)的特征吸收峰(活性红195,523·5nm;酸性黑234,464nm和598·5nm)和在紫外光区(200~400nm)的特征吸收峰(活性红195,294·5nm;酸性黑234,314·5nm)均随着反应时间的延长而不断降低,反应进行到60min时它们几乎全部消失。这表明染料分子中偶氮键和芳香环结构均发生明显降解反应,证明PAN-Fe催化剂在水溶性阴离子偶氮染料的氧化反应中对其脱色反应过程和芳香环结构的降解反应过程均具有催化作用。
3 结 论
1)PAN-Fe催化剂对水溶性阴离子偶氮染料与过氧化氢之间的氧化降解反应具有显著的催化作用,尤其在辐射光条件下表现的更为突出。
2)在偶氮染料的氧化降解反应过程中,增加PAN-Fe催化剂及其表面的铁离子含量都会显著提高染料脱色率。
3)水溶液中偶氮染料浓度升高会导致其降解脱色率下降。尽管染料的脱色率会随着pH值的升高而有所下降,但其脱色降解反应仍能在一个较广的pH值范围内进行。
4)紫外可见光谱显示,PAN-Fe催化剂不仅能够催化偶氮染料分子中偶氮键的分解反应,而且能够催化其中芳香环结构的降解反应。
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