Ag/MgO串联协同催化降解偶氮染料

摘要

以纳米氧化镁为载体,采用浸渍法制备一系列过渡金属负载型催化剂.测试其对染料的降解性能后筛选出了效果最优的催化剂Ag/MgO,并采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS)以及X射线吸收近边结构(XANES)等表征方法对该催化材料的结构特征、微观形貌进行分析.通过表征分析发现Ag是以纳米簇的形式均匀地分散在MgO表面,Ag和Mg之间形成了双金属位点,且催化剂中Ag的电子密度较高,从而具有较高的催化活性.在甲醛溶液中,在室温、无需光热等条件下即可高效降解偶氮染料AR1.该反应体系中影响降解效果的因素主要是温度和甲醛浓度,温度升高,降解效率增大,但甲醛浓度有最优值(1 mol· L-1).通过自由基捕获实验测得反应中有2种自由基在发挥作用,即具有还原性的氢自由基和具有氧化性的超氧自由基,它们的协同作用可以将染料分子中的显色基团(-N=N-)轻易地破坏,这种“还原-氧化”的协同作用机制提高了反应效率.此外,醛类也是常见污染物之一,将其作为助剂的同时达到了“以污治污”的效果.