氮杂酞菁钴光电催化降解水环境中聚丙烯酰胺

摘要

针对水环境中聚丙烯酰胺(HPAM)难以被快速去除的问题,以导电炭黑(CB)为载体,制备了负载型氮杂酞菁钴(NCoPc/CB)和甲基取代氮杂酞菁钴(MeNCoPc/CB)复合材料,并对其光电催化降解HPAM的性能进行了研究.搭建分体式光电协同催化体系,选取50 mg/LHPAM水溶液为目标污染物,以Na2SO4为电解质,对NCoPc的理化性能及光电协同催化工艺降解高分子聚合物的性能进行了考察.结果证实,光电协同催化工艺对HPAM去除率不但优于单独光催化和单独电催化工艺,更优于两者的代数和,说明光电联合体系中产生了协同增强效应.其中,以MeNCoPc/CB复合材料效果最佳,污染物去除率达到76.07％,溶液黏度由8.33 mPa·s降至1.81 mPa·s.对协同工艺进行反应动力学分析,证实此过程符合准一级反应动力学,其反应速率常数分别是光催化的6.03倍和电催化的3.97倍.电子自旋共振技术(ESR)证实,反应体系内主要活性物质为·OH和O2-·.