基于水滑石的Zn-Cr-Cu复合金属氧化物的制备及其对罗丹明B的光催化降解性能

《MOFs衍生CuO-ZnO催化剂的制备及其光催化性能的研究》篇一MOFs衍生CuO-ZnO催化剂的制备及其光催化性能的研究一、引言光催化技术已成为当今环保科学领域内的热点，它以高效、环保、节能等优势，在废水处理、光解水制氢、CO2还原等方面具有广泛的应用前景。

在众多光催化剂中，金属有机框架（MOFs）衍生材料因其独特的结构特点和良好的光催化性能而备受关注。

本文以CuO/ZnO为研究对象，通过MOFs衍生法制备该催化剂，并对其光催化性能进行研究。

二、MOFs衍生CuO/ZnO催化剂的制备1. 材料与方法本实验采用MOFs衍生法制备CuO/ZnO催化剂。

首先，通过溶剂热法合成Cu-Zn基MOFs前驱体，然后通过高温煅烧处理得到CuO/ZnO催化剂。

在制备过程中，可通过调整煅烧温度、时间等参数，控制催化剂的组成和结构。

2. 制备过程（1）合成MOFs前驱体：将铜盐和锌盐按一定比例溶解在有机溶剂中，加入适当的配体，在溶剂热条件下反应，得到Cu-Zn 基MOFs前驱体。

（2）煅烧处理：将MOFs前驱体置于马弗炉中，在一定的温度下进行煅烧处理，使MOFs分解并生成CuO/ZnO催化剂。

三、催化剂的光催化性能研究1. 光催化实验装置与方法光催化实验在自制的封闭式光反应器中进行。

以紫外光为光源，催化剂悬浮于溶液中，进行光催化反应。

通过测定反应前后溶液中目标产物的浓度变化，评价催化剂的光催化性能。

2. 实验结果与分析（1）催化剂的表征：通过XRD、SEM、TEM等手段对制备的CuO/ZnO催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌和微观结构。

（2）光催化性能评价：在相同条件下，分别以纯水、不同浓度的催化剂悬浮液为研究对象，进行光催化实验。

通过测定反应前后溶液中目标产物的浓度变化，评价催化剂的光催化性能。

结果表明，CuO/ZnO催化剂具有优异的光催化性能，能够有效地降解有机污染物、光解水制氢等。

四、结论本文采用MOFs衍生法制备了CuO/ZnO催化剂，并通过一系列表征手段对其结构进行了分析。

Bi2Sn2O7的合成及其光催化性能高二平;王文中【摘要】Bi2Sn2O7是一种特殊的烧绿石结构复杂氧化物,具有可见响应光催化性能,其带隙约为2.61 eV.采用水热法合成出棒状Bi2Sn2O7和颗粒组成的球形Bi2Sn2O7光催化材料,发现通过改变反应物的添加次序,可以产生不同的成核形式,从而导致产物的最终形貌不同.在可见光激发下,以罗丹明B为目标降解物进行了产物光催化性能的表征.由纳米颗粒组成的球状Bi2Sn2O7表现出更强的光催化性能,100 min时降解率达98％.通过光催化过程中的自由基淬灭反应,发现Bi2Sn2O7降解有机污染物的主要活性物种为超氧自由基和空穴.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2015(030)001【总页数】6页(P87-92)【关键词】Bi2Sn2O7;可见光;水热合成;光催化【作者】高二平;王文中【作者单位】中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050【正文语种】中文【中图分类】O643半导体光催化由于其在环境和能源领域的应用前景引起了广泛的研究兴趣。

近些年,一系列含铋的光催化材料具有良好的可见光催化性能, 成为光催化的研究热点。

虽然Bi 很少用于TiO2 的掺杂, 但铋基氧化物如BiVO4[1]、Bi2WO6[2]、Bi2MoO6[3]、BiPO4[4]、Bi2Ti2O7[5]等不仅可利用可见光激发, 而且由于具有独特的晶体结构, 在光催化性能方面呈现出较高的活性。

Bi3+离子具有5d106s26p0 的电子构型, Bi6s 轨道与O2p 轨道相互作用导致较小的带隙和较分散的价带, 从而形成较轻的空穴有效质量, 有利于光生空穴的迁移[6]。

特别是Bi(Ⅲ)氧化态的6s 轨道与6p 轨道杂化会形成立体化学活性的孤电子对, 而这种孤电子对往往与低对称性的晶体结构密切相关[7-8]。

这种孤电子对和低对称晶体结构对光催化氧化过程有重要影响。

水滑石类阴离子型层状材料在催化中的应用编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（水滑石类阴离子型层状材料在催化中的应用）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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水滑石类阴离子型层状材料在催化中的应用摘要：水滑石类阴离子型层状材料，又称层状双金属氢氧化物(layered double hydroxides，简写为LDHs),是由层间阴离子与带正电荷层板有序组装而形成的化合物，近些年来在催化领域得到了广泛的关注。

本文综述了有关LDHs 材料的结构、性质及其在多相催化领域应用的最新进展。

关键词：水滑石类阴离子型层状材料；结构；性质;催化1 引言阴离子型层状材料以水滑石类化合物为主(Layered Double Hydroxides，LDHs)。

水滑石类化合物包括水滑石（Hydrotalcite)和类水滑石（Hydrotalcite—like compound )，其主体一般由两种金属的氢氧化物构成,因此又称为层状双经基复合金属氢氧化物(Layered Double Hydroxide，简写为LDH)。

LDH的插层化合物称为插层水滑石。

水滑石、类水滑石和插层水滑石统称为水滑石类插层材料（LDHs).LDHs是由带正电荷主体层板与层间阴离子客体有序组装而形成的化合物。

LDHs 的主体层板金属、主体层板电荷密度及其分布、层间客体种类及数量、层内空间尺寸、主客体相互作用等均具有可调变性。

这些结构特点使其在诸多领域展示了广阔的应用前景，例如作为新型吸波材料、催化材料、吸附材料等。

本文重点综述近年来发展的LDHs层状和插层结构材料的组装方法以及LDHs材料在多相催化领域中应用的最新进展。

Ag@Cu 2O 核壳纳米晶体结构光催化性能的研究卜军燕刘欣覃超李艳(西南大学物理科学与技术学院，重庆400715)随着当今社会的快速发展，环境污染和能源消耗已成为人类面临的主要难题，特别是有机染料造成的水污染，已经限制了工业的可持续发展，危及人类的健康和生命[1]。

众所周知，光催化是解决当前环境问题的一种有效方法，与其它常规方法相比，在有机染料引起的环境问题中尤其有用[2-3]。

让我们值得庆幸的是，人们发现了一种高效的光催化剂可以解决当前紧迫的环境问题,半导体光催化剂具有优异的催化活性，在光辐射下可以产生光电子和自由基[4-8]。

近年来，Cu 2O-CdS 、Cu 2O-ZnO 、Cu 2O-ZnS 、BiVO 4/Ag/Cu 2O 、Cu 2O/TiO 2[9-13]等一系列光催化剂已被报道用于环境修复。

然而，这些光催化剂的光反应速率低和光利用率低，限制了它们的商业潜力和实际应用[12-14]。

为了提高光生电子和空穴的分离效率及光催化活性，人们做了很多努力。

其中通过合成Cu 2O 纳米粒子(NPs)或纳米线(NWs)来增加材料的比表面积这种方法尤为突出，但是人们发现带隙较窄的纯Cu 2O 由于光生电子-空穴对的快速复合，稳定性较差，量子效率较低，为了解决这一难题，通过大量研究发现金属-Cu 2O 核-壳纳米结构的催化性能比较好，因此金属-Cu 2O 核-壳纳米结构的制备受到了越来越多的关注,银具有高导电性、低成本、可调谐的局部表面等离子体共振(LSPR)频率以及与Cu 2O 的晶格失配小于4%等优点，因此被认为是一种提高Cu 2O 光催化性能的高效敏化剂[2]。

通过多种方法制备的Ag@Cu 2O 纳米复合材料，与纯相的Cu 2O 材料相比[15],Ag/Cu 2O 复合材料在降解废水中有机污染物方面表现出良好的光催化性能，已得到广泛的研究。

本文通过简单的一步法制备的催化剂Ag@Cu 2O ，对可持续能源、公共卫生和水安全具有重要意义。

水滑石是一类具有特殊结构的层状无机材料。

具有独特的结构和性能，在离子交换、吸附分离、催化、医药等领域得到广泛应用。

水滑石类材料主要包括水滑石（Ｈｙｄｒｏｔａｌｃｉｔｅ，简称ＨＴ）及水滑石类化合物（Ｈｙ－ｄｒｏｔａｌｃｉｔｅ－ｌｉｋｅｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，简称ＨＴｌｃ）。

其结构既具有层板上阳离子的同晶取代性，又具有层间阴离子的可交换性［１］。

由于其独特的结构特性、组成及孔结构的可调变性以及优良的催化性能，在吸附、催化领域中占有重要位置，使其在催化、工业、医药等方面具有广阔的应用前景。

１水滑石的组成及结构特征典型的水滑石Ｍｇ６Ａｌ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ是一种天然存在的矿物。

水滑石与水镁石（Ｍｇ（ＯＨ）２）的结构类似，水镁石由Ｍｇ（ＯＨ）２八面体相互共边形成层状化合物［２］，层与层之间对顶地叠在一起，层间通过氢键缔合。

当水镁石层状结构［３］中的Ｍｇ２＋部分被半径相似的阳离子（如Ａｌ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｒ３＋）取代时，会导致层上正电荷的积累，这些正电荷被位于层间的负离子平衡，在层间的其余空间，水以结晶水的形式存在。

当Ｍｇ２＋和Ａｌ３＋被半径相似的２价或３价阳离子同晶取代，或ＣＯ３２－被其他阴离子取代，即形成ＨＴｌｃ。

水滑石类化合物是一类层柱状化合物，其理想组成为Ｍ（Ⅱ）６Ｍ（Ⅲ）２（ＯＨ）１６ＣＯ３２－・４Ｈ２Ｏ，Ｍ（Ⅱ）为２价金属阳离子（如Ｍｇ２＋，Ｚｎ２＋，Ｃｕ２＋，Ｎｉ２＋等），Ｍ（Ⅲ）为３价金属阳离子（如Ａｌ３＋，Ｆｅ３＋，Ｃｒ３＋等）。

层间阴离子ＣＯ３２－可被ＮＯ３－和Ｃｌ－等简单的无机阴离子取代，也可被体积较大的同多和杂多金属含氧酸盐取代，还可以被不同体积的有机阴离子替代，从而得到另一种水滑石类化合物，称之为柱撑水滑石。

水滑石类化合物的特殊结构使其具有特殊的性能。

（１）层板化学组成的可调控性；（２）层间离子种类及数量的可调控性；（３）晶粒尺寸及其分布的可调控性；（４）低表面能。

类水滑石具有和水滑石相同的结构，差别在于层上阳离子和层间阴离子的种类和数量，二者统称为水滑石。

新型环境矿物材料—水滑石应用研究进展田鹏飞,刘温霞（山东轻工业学院制浆造纸工程省级重点学科，济南 250353）摘要层状双金属氢氧化物结构和性质上的特殊性，使水滑石成为一种新型多功能无机材料，应用于多个领域。

水滑石类材料也可作为吸附剂、催化剂载体和微粒乳化剂有效地用于环境污染防治，在实际应用方面已取得一系列研究成果。

作为一种新型的环境矿物材料，其在环境污染控制领域呈现出良好的研究价值和应用前景。

关键词层状双金属氢氧化物水滑石环境矿物材料污染控制A New Environmental Mineral Material——HydrotalciteTIAN Pengfei，LIU Wenxia（Shandong Key Lab of Pulp and Paper Engineering, Shandong Institute of Light Industry, Jinan 250353）Abstract Because of specialties in structure and property of layered double hydroxides（LDHs）, hydrotalcite a new multifunctional inorganic material are applied in many fields. Hydrotalcite-like materials as sorbent, catalyze carrier and particle surfactant can be applied to control the pollution of environment, and a serious of investigative results have been acquired in aspects of application. As a new environmental mineral material, it holds excellent investigative values and application foregrounds.Keywords layered double hydroxides（LDHs），hydrotalcite，environmental mineral material，pollution control水滑石是一种由带正电荷的金属氢氧化物层和带负电荷的层间阴离子构成的层状双金属氢氧化物（LDHs）,又称阴离子粘土。

《多元类水滑石材料的制备及催化PMS去除水中难降解有机污染物的研究》篇一摘要：本研究旨在制备具有高效催化性能的多元类水滑石材料，并探讨其对于过一硫酸盐（PMS）催化去除水中难降解有机污染物的应用。

通过系统的实验设计和分析，本文详细介绍了材料的制备过程、表征方法、催化性能及机理，为水处理领域提供了一种新型、高效的催化剂材料。

一、引言随着工业化的快速发展，水体污染问题日益严重，尤其是难降解有机污染物的存在给水处理带来了巨大的挑战。

过一硫酸盐（PMS）作为一种强氧化剂，在高级氧化过程中被广泛应用于水中有机污染物的去除。

然而，其催化效率及稳定性仍需进一步提高。

因此，研究开发高效、稳定的催化剂材料成为当前水处理领域的重点。

多元类水滑石材料因其独特的层状结构和良好的化学稳定性，在催化领域展现出巨大的应用潜力。

二、多元类水滑石材料的制备1. 材料选择与配比：选取适当的金属元素，按照一定的摩尔比例配制溶液。

2. 合成方法：采用共沉淀法，将金属盐溶液与碱性溶液混合，调节pH值，经过老化、洗涤、干燥等步骤，得到前驱体。

3. 热处理：将前驱体在一定温度下进行热处理，得到多元类水滑石材料。

三、材料表征与分析1. X射线衍射（XRD）分析：通过XRD分析确定材料的晶体结构，验证水滑石材料的成功制备。

2. 扫描电子显微镜（SEM）观察：观察材料的形貌特征，了解材料的微观结构。

3. 比表面积及孔径分析：测定材料的比表面积和孔径分布，评估材料的物理性质。

四、催化PMS去除水中难降解有机污染物1. 实验方法：以PMS为氧化剂，以多元类水滑石材料为催化剂，考察其对水中难降解有机污染物的催化降解效果。

2. 实验结果：在适宜的条件下，多元类水滑石材料表现出良好的催化活性，能够有效地催化PMS产生强氧化性物质，从而降解水中的难降解有机污染物。

3. 催化机理：多元类水滑石材料通过提供活性位点，促进PMS的活化与分解，生成具有强氧化性的自由基，进而攻击有机污染物分子，实现其降解。

化学工程学院新产品开发训练报告2014-12课题名称： CoCr-LDHs的制备及光催化性能研究课题类型：论文班级：应化 1102*名：**学号： **********指导教师：**评语：指导教师签名：（使用说明：设计/论文请选一使用，左侧装订）第一部分文献综述1.1 水滑石的定义及研究背景层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxide,LDH）是水滑石（Hydrotalcite,HT）和类水滑石化合物（Hydrotalcite-Like Compounds,HTLCs）的统称，由这些化合物插层组装的一系列超分子材料称为水滑石类插层材料（LDHs）[1]。

水滑石材料属于阴离子型层状化合物。

层状化合物是指具有层状结构、层间离子具有可交换性的一类化合物，利用层状化合物主体在强极性分子作用下所具有的可插层性和层间离子的可交换性，将一些功能性客体物质引入层间空隙并将层板距离撑开从而形成层柱化合物。

水滑石类化合物(LDHs) 是一类具有层状结构的新型无机功能材料, LDHs的主体层板化学组成与其层板阳离子特性、层板电荷密度或者阴离子交换量、超分子插层结构等因素密切相关。

LDHs的发展已经历了一百多年的历史，但直到二十世纪六十年代才引起物理学家和化学家的极大兴趣。

1842年，Hochstetter首先在片岩矿层中发现了天然水滑石矿物。

[2]后来又相继在挪威的Sunarum地区以及俄罗斯的Ural地区发现了少量的天然水滑石矿。

在二十世纪初，人们发现了LDH对氢加成反应具有催化作用，并由此开始了对LDH结构的研究。

1942年，Feitknecht等首次通过金属盐溶液与碱金属氢氧化物反应人工合成出了LDH，并提出了双层结构模型的设想。

1966年，Kyowa公司首先将LDH的合成工业化。

1969年，Allmann等通过测定LDH单晶结构，首次确认了LDH的层状结构。

[3，4]七八十年代时，Miyata等对其结构进行了详细研究，并对其作为新型催化材料的应用进行了探索性的工作。

摘要：以5,10,15,20-四-（4-羧基苯基）锌卟啉（ZnTCPP）为配体，以金属Fe为节点构筑了具有三维网状结构的铁-锌卟啉框架材料PCN-600(Zn)，采用PXRD、SEM、UV-Vis DRS对所得材料进行了表征，并将其用于可见光下罗丹明B(RhB)的降解反应，考察了H2O2浓度对PCN-600(Zn)光催化性能的影响，并通过捕获实验确定了光催化反应过程中的主要活性物种，对比了PCN-600(Zn)与另一种锆-锌卟啉框架材料PCN-222(Zn)的光催化性能。

结果表明:在H2O2的协同作用下，PCN-600(Zn)对RhB的降解表现出显著的催化活性，可见光照射90 min后降解率可达94.2%。

在实验范围内，随着H2O2浓度的增加，PCN-600(Zn)的催化活性不断提高，H2O2用量为4 mL时可最大程度上提升催化剂效率。

实验证明，在催化过程中，空穴（h+）为主要活性中间体，·OH 和·O2-也起到了一定的作用。

此外，PCN-600(Zn)的光催化性能明显强于PCN-222(Zn)，相同实验条件下，前者RhB的降解率可达95.9%，后者仅为67.6%。

结论以金属卟啉ZnTCPP为配体，以Fe为节点构筑了三维金属有机框架材料PCN-600(Zn)，并将其用于光催化降解RhB染料，由于电子-空穴的复合，PCN-600(Zn)本身的催化性能十分不明显，在H2O2的协同作用下，PCN-600(Zn)的催化性能明显大幅改善。

在H2O2体积为0~4 mL 范围内，随着H2O2体积的增加，催化效率逐步提高，但趋于平缓。

通过捕获实验发现，在H2O2的协同作用下，光催化过程中的·OH、h+、·O2-对于RhB的降解均起到一定的作用，且h+起主要作用。

相同的实验条件下，PCN-600(Zn)对于RhB的降解效率是已报道的PCN-222(Zn)的3.8倍，说明了PCN-600(Zn) 结构中的Fe-oxo簇对于提高催化剂性能具有重要作用。

《Fe-Ni基类水滑石中金属氧化物的原位生长对其催化性能的影响》篇一Fe-Ni基类水滑石中金属氧化物的原位生长对其催化性能的影响一、引言近年来，Fe/Ni基类水滑石因其独特的物理和化学性质，在催化领域得到了广泛的应用。

水滑石是一种具有层状结构的双金属氢氧化物，其层间可以嵌入各种金属离子，从而形成复合金属氧化物。

其中，金属氧化物的原位生长现象，对其催化性能产生了显著影响。

本文旨在探讨Fe/Ni基类水滑石中金属氧化物的原位生长机制及其对催化性能的影响。

二、Fe/Ni基类水滑石的特性及结构Fe/Ni基类水滑石是由铁、镍等金属离子通过层状结构组成的双金属氢氧化物。

其结构中的金属离子可与氧气、水等分子发生反应，生成相应的金属氧化物。

这些金属氧化物在反应过程中往往表现出优异的催化性能。

三、金属氧化物的原位生长机制在水滑石体系中，金属氧化物的原位生长主要发生在水滑石的层间或表面。

在一定的温度和压力条件下，水滑石层间的金属离子与氧气、水等反应，生成金属氧化物，并逐渐在层间或表面形成一层致密的氧化物膜。

这一过程称为原位生长。

四、原位生长对催化性能的影响（一）提高催化活性金属氧化物的原位生长可以增加催化剂的活性组分含量，从而提高其催化活性。

此外，原位生长的金属氧化物具有较高的分散度和均匀性，有利于反应物分子的吸附和活化，从而提高反应速率。

（二）增强抗中毒能力在催化过程中，催化剂往往因中毒而失去活性。

然而，原位生长的金属氧化物具有较强的抗中毒能力。

因为其致密的氧化物膜可以有效地阻止有毒物质的扩散和吸附，从而保护催化剂的活性组分不受影响。

（三）影响催化剂的选择性金属氧化物的原位生长还可以影响催化剂的选择性。

由于原位生长的金属氧化物具有特定的晶体结构和电子性质，可以改变反应的路径和中间产物的性质，从而影响催化剂的选择性。

五、实验研究及结果分析通过实验研究，我们发现Fe/Ni基类水滑石中金属氧化物的原位生长对其催化性能有着显著的影响。

水滑石类在废水处理上的方法1水滑石类材料的结构、特性及制备方法1.1水滑石类材料的结构和特性水滑石分子组成为Mg6Al2（OH）16CO3・4H2O,是一种阴离子型层状化合物［1］。

水滑石中的Mg2+、A13+被N2+、M3+同晶取代得到结构相似的一类化合物，称为类水滑石化合物（Hydrtalcite-likecompounds，简称HTLcs）。

水滑石类化合物主要由水滑石、类水滑石和他们的插层化学产物柱撑水滑石构成。

水滑石类层状化合物因其特殊的结构具有许多特性，如：①特殊的层状结构。

晶体场严重不对称，阳离子在层板上的晶格中，而阴离子在晶格外的层间，因此层间阴离子有可交换特性。

②碱性°HTLcs的碱性与层板上阳离子M的性质、MO 键的性质都有关系。

③酸性。

HTLcs的酸性不仅与层板上金属离子的酸性有关，而且还与层间阴离子有关。

④结构稳定性。

HTLcs经焙烧所得的复合金属氧化物仍能保持完整的层状结构。

水滑石类材料广泛应用于催化、吸附和离子交换等领域，在医药、涂料、农药、造纸、功能高分子材料及油田开发等方面也得到应用，近年来其在环保上的应用成为新兴研究领域。

1.2水滑石类材料制备方法关于水滑石类化合物的合成，国内外做了大量的研究工作，探索出很多制备方法。

目前，水滑石类材料的合成方法主要有4种：共沉淀法、离子交换法、水热法及热处理的重新水合法［2, 3］。

其中，共沉淀法是比较经典的合成方法，可以获得质量较高的产品，但其生产工艺繁杂，''三废〃多，不适合大批量生产。

而采用水热技术合成镁铝水滑石，生产成本低，污染少，且产品纯度较高，随着水热机理的不断完善和控制技术的改进，水热法合成将是最适合大规模工业化生产规模的制备方法。

在对水滑石层间阴离子的种类和数量进行设计和重组时，离子交换法和热处理法是具有较大的竞争优势的制备方法。

2水滑石类材料在废水处理中的应用因水滑石类材料具有较多的优良特性，使得它在阻燃剂、催化剂、吸附剂和离子交换剂等方面有广泛的应用。

第50 卷第 6 期2023年6 月Vol.50，No.6Jun. 2023湖南大学学报（自然科学版）Journal of Hunan University（Natural Sciences）ZIF-67@NaBiO3复合催化剂活化过硫酸盐降解罗丹明B黄彬彬1，2†，江丹柠1，2，谢倩倩1，2［1.湖南大学环境科学与工程学院，湖南长沙 410082；2.环境生物与控制教育部重点实验室（湖南大学），湖南长沙 410082］摘要：通过离子交换法将类沸石咪唑骨架材料（ZIF-67）负载在NaBiO3上，成功制备了ZIF-67@NaBiO3复合催化剂并用于活化过硫酸盐（Peroxymonosulfate，PMS）. 通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对复合催化剂的结构、形貌和元素价态进行表征，发现ZIF-67被成功负载到了NaBiO3上. 以罗丹明B（Rhodamine B，RhB）为目标污染物，研究ZIF-67@NaBiO3活化PMS降解RhB体系中催化剂投加量、pH、过硫酸盐浓度、温度等因素对降解RhB的影响. 结果表明，当温度为20 ℃，pH=7，RhB、PMS、ZIF-67@NaBiO3的质量浓度分别为80 mg/L、600 mg/L、100 mg/L，反应30 min后，RhB的降解率大约为98％. 并且在循环4次后，RhB 30 min的降解率仍然保持在98%左右，显示该材料优越的稳定性. 淬灭实验表明，中性条件下反应过程中主要活性物质是SO·-4、·OH. 由于引进了NaBiO3，反应后的材料极易分离，可供重复利用，进一步解决了有机金属框架材料回收难的问题并拓展了其在工业上的应用范围.关键词：金属有机框架；过硫酸盐；硫酸盐自由基；罗丹明B中图分类号：X592 文献标志码：ACatalytic Degradation of Rhodamine B by ZIF-67@NaBiO3 CompositeActivated PeroxymonosulfateHUANG Binbin1，2†，JIANG Danning1，2，XIE Qianqian1，2［1.College of Environmental Science and Engineering， Hunan University， Changsha 410082， China；2.Key Laboratory of Environmental Biology and Pollution Control （Hunan University），Ministry of Education， Changsha 410082， China］Abstract：In this study，we report the first cobalt metal-organic framework containing zeolitic imidazolate framework （ZIF-67）immobilized on sodium bismuthate dehydrate nanoparticles to activate peroxymonosulfate （PMS）， which was named ZIF-67@NaBiO3. Characterization of X-Ray Diffraction， Scanning Electron Microscope and X-Ray Photo-electron Spectroscopy were applied to explore its morphology， structure and element valence， and it was found that ZIF-67 was successfully supported on NaBiO3. We chose Rhodamine B（RhB）as the target pollutant，and then we studied the effects of the catalyst dosage，pH，PMS concentration，temperature and other∗收稿日期：2021-12-23基金项目：国家自然科学基金面上资助项目（51779091），National Natural Science Foundation of China（51779091）作者简介：黄彬彬（1984—），男，河南安阳人，湖南大学教授，博士生导师† 通信联系人，E-mail：*******************.cn文章编号：1674-2974（2023）06-0156-08DOI：10.16339/ki.hdxbzkb.2023303第 6 期黄彬彬等：ZIF-67@NaBiO3复合催化剂活化过硫酸盐降解罗丹明Bfactors on the degradation of RhB in the ZIF-67@NaBiO3activated persulfate system. When the temperature is 20 ℃，pH=7，the concentrations of RhB，PMS，ZIF-67@NaBiO3are 80 mg/L、600 mg/L and 100 mg/L，respectively，the degradation rate of Rhodamine B was as high as 98% after 30 minutes. Furthermore，the degradation rate remained around 98% after 4 circulating. Quenching experiments showed that the main oxidants in the reaction process under neutral conditions are SO·-4， •OH. In addition， due to the introduction of NaBiO3， the reacted materials are extremely easy to separate and can be reused， which further expands the industrial application range of organometallic frame materials.Key words：Metal Organic Frameworks（MOFs）；peroxymonosulfate；sulfate radicals；Rhodamine B随着现代工业的快速发展和各种化学肥料在农业中的广泛应用，水污染问题日趋严重［1-3］. 在众多水污染物中，染料废水因其高毒性和难分离的特点受到了重点关注. 染料废水广泛产生于纺织、印染、皮革、塑料和食品制造业当中，通常未经充分处理便进入自然水体中. 废水中的大多数污染物在分子结构上都具有难生物降解的芳香环，对公众健康和生态安全造成严重威胁. 尤其是罗丹明B（Rhodamine B，RhB），它是一种典型的人工合成的阳离子型碱性染料，被广泛应用于有色玻璃、矿业以及钢铁领域，能阻碍光的穿透，对水生生物尤其是植物的危害极大，对人体也有可能引起急性或慢性中毒，甚至造成致癌的风险［1，4］. 含 RhB 废水普遍具有高色度、可生化性差、难于生物处理等特点，若不处理直接排进环境中，会极大地威胁人体健康，破坏生态环境. 因此，在废水排放到自然环境中前对其进行处理，降解其中的染料污染物迫在眉睫.对于染料降解，传统的废水处理方法（物理、化学以及生物方法）都具有一定的局限性，很难完全降解有机染料，而且反应时间很长，有时候还要进行后处理［5-6］. 高级氧化技术（Advanced Oxidation Process，AOPs）受到了研究者的广泛关注，这种技术是利用产生的活性氧（Reactive Oxygen Species ， ROS）来降解有机污染物，具有反应条件温和、降解率高、降解速度快等优点. 其中，基于硫酸根自由基（SO4·-）的高级氧化技术更是受到大家的广泛关注. 与传统羟基自由基（·OH）体系相比，其具有比·OH（1.8~2.7 V vs. RHE）更高的氧化还原电位（2.6~3.1 V vs. RHE）、更大的降解污染物范围、对pH的适应范围也更宽（pH=2~9），SO·-4（30~40 μs）的半衰期也比·OH（<1 μs）更长［7-9］. 迄今为止，已经报道了很多种活化过硫酸盐的方法，包括紫外活化、过渡金属活化、电化学活化以及碳材料活化等［10-13］. 其中研究得比较多的是过渡金属催化剂活化过硫酸盐，Co、Fe和Mn被认为是最有效的过硫酸盐活化剂［14］. 虽然这些金属催化剂的效果很好，但是很容易造成二次污染，所以其应用一直受到限制.金属有机框架（Metal Organic Frameworks，MOFs）是一类具有大比表面积、结构可调控、制作方法简便的微孔材料，一直以来广受研究者的关注，被广泛利用在吸附、药物释放、分离，特别是多相催化等领域［15-16］. 最近很多研究者将MOFs应用到过硫酸盐（Peroxymonosulfate， PMS）活化当中，并且取得了良好的效果［10，17-18］. 但是，由于MOFs纳米粒子具有高度分散性，一旦加入体系当中，就很难再分离出来，无法回收利用，所以目前还无法将该种方法进行推广.类沸石咪唑骨架材料（ZIF-67）是由四面体团簇的CoN4和咪唑配体组成的金属有机框架材料，具有优越的物理化学性能，如高孔隙率、有序的孔结构、高比表面积等，被广泛应用于催化和气体存储等领域［9，19-21］. 然而，钴离子在酸性条件下易浸出和强毒性限制了它的进一步发展. 目前，有研究发现Co3O4-Bi2O3复合体之间形成的Co-Bi结，不但可以提高钴基材料的催化活性，而且能提高其在强酸性条件下的稳定性［22］. 基于此，本研究提出以ZIF-67为基体，通过简单的离子交换法将其负载于NaBiO3材料上，成功合成了易于分离的ZIF-67@NaBiO3催化剂，并将其应用于活化PMS降解RhB反应中，取得了良好的催化降解效果，反应30 min时RhB降解率大约为157湖南大学学报（自然科学版）2023 年98%，并且表现出良好的稳定性.1 主要试剂、仪器及实验方法1.1 实验试剂及仪器本文所使用的主要实验试剂包括：过硫酸氢钾复合盐（2KHSO5·KHSO4·K2SO4），碘化钾（KI），六水合硝酸钴［Co（NO3）2·6H2O］，二甲基咪唑，硫酸，磷酸二氢钾（KH2PO4），磷酸氢二钾（K2HPO4·3H2O），罗丹明B（RhB），叔丁醇（TBA， 98.0%），甲醇（CH3OH，> 99.0%），铋酸钠（NaBiO3），2-甲基咪唑（C4H6N），以上均购于国药集团化学试剂有限公司；氢氧化钠（恒星试剂，国药集团化学试剂有限公司）.主要仪器有：紫外分光光度计，数显控磁力搅拌器（金坛市大地自动仪器厂），电子分析天平（TE124S）.1.2 实验方法1.2.1 ZIF-67纳米颗粒的制备ZIF-67是根据文献［20］的方法所合成的，取291.3 mg的Co（NO3）2·6H2O溶解到25 mL的甲醇中，将所形成的溶液命名为A. 取656.8 mg的2-甲基咪唑（C4H6N）溶解到25 mL的甲醇当中，将所形成的溶液命名为B. 分别将溶液A和B超声30 min，接着将溶液B快速倒入溶液A中，搅拌混合溶液3 h之后，用水、乙醇洗涤3次，离心收集沉淀物，60 ℃下真空干燥12 h，所获得的材料即为ZIF-67.1.2.2 ZIF-67@NaBiO3纳米颗粒的制备按照上述ZIF-67的合成方法将溶液B迅速加入溶液A之后，再立即将3.16 g的NaBiO3加入混合溶液中，搅拌3 h，之后离心收集、干燥所得的固体即为ZIF-67@NaBiO3.1.3 降解实验选取RhB作为目标污染物来测试ZIF-67@ NaBiO3活化PMS的催化活性. 取100 mL的三口烧瓶，将2 mg的催化剂以及12 mg的PMS依次加入体积为20 mL、质量浓度为80 mg/L的RhB溶液中，反应溶液的pH用50 mmol/L 的磷酸盐缓冲液控制，反应过程中用磁力搅拌器不断搅拌（1 000 r/min）. 在时间分别为1 min、3 min、5 min、7 min、10 min、15 min、20 min、30 min时取样500 μL，再将样品注入含有500 μL的甲醇中淬灭. 用紫外-可见分光光度计，在可见波长为554 nm处可测得样品中的RhB质量浓度［23］.1.4 表征通过扫描电子显微镜SU8010 （Scanning Elec⁃tron Microscope，SEM）， X射线光电子能谱仪Escalab Xi+（X-Ray Photo-electron Spectroscopy，XPS）和X射线衍射仪D8 ADVANCE （X-Ray Diffraction，XRD）表征ZIF-67和ZIF-67@NaBiO3颗粒的形貌、价态和晶型结构.2 结果与讨论2.1 ZIF-67@NaBiO3纳米颗粒表征结果分析图1为ZIF-67和ZIF-67@NaBiO3颗粒的SEM 图. 由图1（a）~（c）可知，ZIF-67颗粒呈多面体形状，表面很光滑，尺寸分布比较均匀. 图1（d）中层状结构代表的是NaBiO3，类似球状的结构则是ZIF-67. 由图1（d）可知，ZIF-67均匀分布在NaBiO3片层上并且其形状相比于负载前变得更加模糊不规则，这可能是负载了NaBiO3之后，导致ZIF-67发生轻微变形，说明NaBiO3能够通过离子交换法将ZIF-67牢牢地锚定在其片层表面. 具体的离子交换过程如下，该反应过程也能从之后的XPS的表征结果当中再次得到验证，因为峰面积可以看出Co3+明显增多［3］：x Co2++NaBiO3→Co(Ⅱ)x Na1-x Bi(Ⅲ，Ⅴ)O3（1）2NaBiO3+4e-→2BiO2-+2Na++O2Eθ=2.0 V（2）Co(Ⅱ)x Na1-x Bi(V)E3→Co()Ⅱ，Ⅲx Na1-x Bi()Ⅲ，Ⅴx Na1-x Na1-x Bi()Ⅲ，ⅤO3-y（3）（a）ZIF-67（比例尺为1 μm）（b）ZIF-67（比例尺为200 nm ）（c）ZIF-67（比例尺为20 nm）（d）ZIF-67@NaBiO3（比例尺为1 μm）图1 ZIF-67和ZIF-67@NaBiO3颗粒的SEM图Fig.1 SEM images of ZIF-67 and ZIF-67@NaBiO3 nanoparticles158第 6 期黄彬彬等：ZIF-67@NaBiO 3复合催化剂活化过硫酸盐降解罗丹明B从图2（a ）中可以看到ZIF-67的特征峰，这与文献［7］中的研究结果一致，说明合成的ZIF-67纯度很高；商业购买的NaBiO 3的峰形，以及与Jade 软件中的标准卡片JCPDS 30―1161的峰形一致［22］，所以断定它为NaBiO 3·2H 2O. 将ZIF-67负载到NaBiO 3之后（ZIF-67@NaBiO 3），可清晰看到NaBiO 3，ZIF-67的特征峰不明显，可能是由于ZIF-67含量比较低，仪器比较难以检测到其信号. 在图2（b ）中，ZIF-67的吸收峰清晰可见并与文献［7］中研究结果一致，ZIF-67@NaBiO 3中的峰在250~1 500 cm -1的波数范围内比NaBiO 3多出了ZIF-67的特征吸收峰，说明ZIF-67被成功负载到了NaBiO 3上.从图3（a ）可知，ZIF-67@NaBiO 3的XPS 图谱比ZIF-67多出了Bi 元素，说明ZIF-67被成功负载到了NaBiO 3上. 在图3（b ）中，ZIF-67中结合能分别为781.4 eV 和797.0 eV 的两个峰对应于Co 2+，而786.4 eV和802.7 eV 位置的峰是卫星峰. ZIF-67@NaBiO 3中钴的特征峰比ZIF-67中的多出了两个位于783.0 eV 和795.0 eV 的峰，说明有Co 3+的产生. 由图3（c ）可知，铋元素不仅存在于+5价处，而且也存在于+3价处［22］.综上可知，ZIF-67中的钴和NaBiO 3发生了反应，使得它被成功负载到材料表面.2.2 ZIF-67@NaBiO 3复合催化剂活化PMS 降解RhB 实验2.2.1 ZIF-67负载到NaBiO 3前、后对RhB 的降解为了探究ZIF-67@NaBiO 3材料的催化活性，选用了RhB 作为目标污染物进行实验. 实验条件为：pH=7，温度为20 ℃，RhB 、PMS 和ZIF-67@NaBiO 3质量浓度分别为80 mg/L 、600 mg/L 和100 mg/L.其中，（a ）XRD图谱（b ）FTIR 图谱图2 ZIF-67、NaBiO 3和ZIF-67@NaBiO 3的XRD 和FTIR 图谱Fig.2 XRD patterns and FTIR spectra of ZIF-67， NaBiO 3and ZIF-67@NaBiO3（a ）ZIF-67和ZIF-67@NaBiO 3的全谱图（b ）ZIF-67和ZIF-67@NaBiO 3的Co 2p 图（c ）ZIF-67@NaBiO 3的Bi 4f 图图3 ZIF-67和ZIF-67@NaBiO 3的XPS 谱图Fig.3 XPS spectra of ZIF-67 and ZIF-67@NaBiO 3159湖南大学学报（自然科学版）2023 年ZIF-67质量浓度为7.6 mg/L，因为ZIF-67@NaBiO3里含有质量分数为7.6%的ZIF-67，保证负载NaBiO3前、后ZIF-67的量一致. 图4为ZIF-67和ZIF-67@NaBiO3对RhB的降解效果. 由图4可知，ZIF-67负载到NaBiO3前、后均对染料有比较好的降解效果，当实验进行到30 min左右时，ZIF-67@NaBiO3和ZIF-67对RhB的降解率分别达到了98%和95%. 对RhB的降解过程进行动力学模拟，降解过程遵循一级动力学模型. 根据公式ln（C t/C0）=-kt可以计算得出反应速率常数k，其中t为反应时间，C0和C t分别表示时间为0和t时RhB的质量浓度. 经计算可知，ZIF-67@NaBiO3、ZIF-67的k值分别为0.129 min-1、0.094 min-1，说明ZIF-67@NaBiO3对RhB的降解速率快于ZIF-67，这是因为ZIF-67负载到NaBiO3上，而Bi元素的加入能够形成Co-Bi结，加大了ZIF-67的催化活性［22］，活化PMS产生更多的活性自由基.从反应过程来看（图4），负载了催化剂之后，ZIF-67@NaBiO3的反应速率明显加快. 更重要的是，ZIF-67@NaBiO3非常容易从水中分离，并且能够重复利用，解决了ZIF-67材料的二次污染问题.2.2.2 催化剂投加量对RhB降解反应的影响图5为不同催化剂投加量对RhB降解效果的影响. 实验条件为：反应温度为20 ℃， pH=7， RhB和PMS质量浓度分别为80 mg/L和600 mg/L. 所选用的投加量分别是2 mg、4 mg和8 mg. 由图5可知，随着催化剂投加量的增多，降解速率明显增快. 当反应到达10 min时，投加量为8 mg的RhB降解率达到了98%，速率常数k = 0.255 min-1；而相同条件下的2 mg 和4 mg投加量的降解率分别是投加量为8 mg的61%和81%（k分别为0.129 min-1和0.170 min-1）. 这是因为当PMS的总量固定时，催化剂的投加量越大，增大了总比表面积和反应活性位点数，提供更多的电子供体，有利于PMS的活化过程，从而产生更多的活性自由基，而正是这些具有氧化性的活性物种发挥着较好的降解性能. 所以，随着催化剂投加量的增多，RhB的降解效率越高，反应速度也越快.2.2.3 pH对RhB降解反应的影响pH是影响PMS活化的重要影响参数［10］. 在不同pH条件下（pH=2，3，5，7，9，11）进行RhB的降解实验，实验条件为：反应温度为20 ℃，RhB、PMS和ZIF-67@NaBiO3质量浓度分别为80 mg/L、600 mg/L 和100 mg/L. 图6为不同pH对RhB的降解效果的影响. 由图6可知，不管是强酸性还是强碱性的条件，都不利于ZIF-67@NaBiO3降解RhB的反应. 当pH=5和pH=7时，RhB的降解反应在30 min左右的降解率分别达到100%和98%左右，其k值分别为0.152 min-1和0.129 min-1，都表现出优秀的降解效果. 随着pH 从7降低到2，其降解效果也越来越差，pH=2时的反应速率常数仅为0.017 min-1. 一方面这可能是因为酸性越强，积累在PMS上的H+越多，从而阻碍了SO4·-自由基的产生［7］. 另一方面，根据反应动力学原理，在强酸性条件下，溶液体系中产生的SO4·-和·OH自由基都会和H+发生反应［式（4）和式（5）］，并且从后文的淬灭实验可知，体系中发挥氧化作用的主要是SO4·-和·OH自由基，故过低的pH阻碍了RhB的降解［10， 24］.HO·+H++e-→H2O（4）SO4·-+H++e-→HSO5·-（5）除此之外，反应降解效率也随着pH的增高而降低，并且在pH=11时表现出最差的降解效率，反应30 min的降解率仅为15%，k=0.006 min-1. 这表明碱性条件对反应的抑制作用强于酸性条件. 分析原因可能是由于氢氧根离子过多，会和硫酸根自由基发图5 不同催化剂投加量对RhB降解效果的影响Fig.5 Effects of catalyst dosage on the degradation of RhB图4 ZIF-67和ZIF-67@NaBiO3对RhB的降解效果Fig.4 The degradation of RhB under catalytic system withZIF-67 and ZIF-67@NaBiO3 as catalyst160第 6 期黄彬彬等：ZIF-67@NaBiO 3复合催化剂活化过硫酸盐降解罗丹明B生反应生成氧化性较弱的·OH 自由基［式（6）］，从而制约了RhB 的分解［7， 17， 25］. 上述结果表明，ZIF-67@NaBiO 3材料在中性条件下发挥最大的催化活性.SO 4·-+OH -→SO 42-+HO·（6）2.2.4 温度对RhB 降解反应的影响反应温度是影响PMS 活化的重要因素，探究不同反应温度（20 ℃、30 ℃、40 ℃）对ZIF-67@NaBiO 3催化活性的影响. 实验条件为：pH=7，RhB 、PMS 和ZIF-67@NaBiO 3质量浓度分别为80 mg/L 、600 mg/L 和100 mg/L. 图7为不同温度对RhB 的降解效果的影响. 由图7可知，随着温度升高，RhB 的降解速率也明显加快，特别是当反应温度为40 ℃时，RhB 在 7 min 左右降解率就达到了97%，且反应速率常数达到了0.489 min -1. 这表明温度越高，越有利于PMS 的活化反应. 分析原因，根据分子热运动理论，随着反应温度的升高，分子在溶液中的扩散速度越快，活性物种和污染物在水体中的扩散迁移速率也会随之加快，能够克服非均相催化体系传质较慢的弊端，所以降解效果会明显提高，降解时间也大大缩短.2.2.5 PMS 投加量对RhB 降解反应的影响为了研究不同PMS 投加量对ZIF-67@NaBiO 3降解RhB 反应的影响，找到最优的投加量，选用PMS 投加量分别为6 mg 、12 mg 和24 mg 进行实验. 实验条件为：反应温度为20 ℃，pH=7，RhB 和ZIF-67@NaBiO 3的质量浓度分别为80 mg/L 和600 mg/L. 按照反应动力学，PMS 的投加量越多，说明在溶液体系中能够产生的SO 4·-自由基也越多，那么降解速率也相应越快［18］. 图8为不同PMS 投加量对RhB 的降解效果的影响. 由图8可知，当投加量从6 mg 增加到12 mg 时，对RhB 的降解速率明显加快（PMS 的投加量为6 mg 时，k =0.069 min -1）；当投加量进一步增多时，降解速率 并没有很明显提升（PMS 的投加量为24 mg 时，k =0.083 min -1），反而有下降的趋势. 分析原因，可能是由于催化剂的量有限，所以无法活化过多的PMS.此外，PMS 存在自淬灭作用，高浓度的活性物质可能反过来氧化催化剂而使其催化活性下降，如式（7）所示，这些都可能导致污染物降解效率的下降［26］.SO 4·-+HSO 5-→SO 42-+SO 5·-+H +（7）2.2.6 ZIF-67@NaBiO3催化剂的稳定性对于催化剂来说，能否循环使用是一个重要的评价标准［7］. 为了研究ZIF-67@NaBiO 3的重复使用性能，进行了4次循环实验，实验条件为：反应温度为20 ℃，pH=7，RhB 、PMS 和ZIF-67@NaBiO 3质量浓度分别为80 mg/L 、600 mg/L 和100 mg/L. 每次循环结束通过真空抽滤来收集并洗涤ZIF-67@NaBiO 3材料，60 ℃条件下干燥过后再进行下一次循环实验. 循环降解实验结果如图9所示，ZIF-67@NaBiO 3经过4次循环之后降解性能依旧非常优越，第4次循环结束之后，ZIF-67和NaBiO 3之间的联系非常紧密，并且十分稳定，这说明ZIF-67@NaBiO 3材料是一种非常有前景的PMS 活化剂，能在环境修复中广泛推广.2.3 机理探究ZIF-67@NaBiO 3复合催化剂可以加速PMS的活图6 不同pH 对RhB 的降解效果的影响Fig.6 Effects of pH on the degradation of RhB图7 不同温度对RhB 的降解效果的影响Fig.7 Effects of temperature on the degradation of RhB图8 不同PMS 投加量对RhB 的降解效果的影响Fig.8 Effects of PMS concentration on the degradation of RhB161湖南大学学报（自然科学版）2023 年化，从而产生SO 4·-. 当ZIF-67的钴离子吸附或从水中的外部分子解吸时，钴离子的价态会在Co 2+和Co 3+之间变化［27-28］，具体反应过程如下：Co 2++HSO 5-→Co 3++SO 4·-+OH -（8）SO 4·-+OH -→·OH +SO 42-（9）Co3++HSO 5-→Co2++SO 5·-+H+（10）Co 2+与HSO 5-反应得到SO 4·-；同时，Co 2+转化为Co 3+，随后与HSO 5-反应生成SO 5·-. SO 4·-具有较高的氧化电位，可降解RhB 使染料溶液脱色.AOPs 常见自由基有SO 4·-、·OH 等，它们都具有强氧化性，能够氧化各种污染物［10，25，29］. 为了探究ZIF-67@NaBiO 3催化反应体系中氧化分解RhB 的主要活性物种，选用叔丁醇（TBA ）、乙醇（EtOH ）、碘化钾（KI ）作为自由基淬灭剂进行淬灭实验. 其中，乙醇能够有效地淬灭·OH （k EtOH ，·OH =1.2×109~2.8×109M -1s -1）和SO 4·-（k EtOH ，SO·-4=1.6×107~7.7×107 M -1s -1）；叔丁醇（TBA ）能淬灭·OH （k TBA ，·OH =3.8×108~7.6×108M -1s -1），因此，一般用TBA 来淬灭·OH. 而碘化钾则是吸附型自由基的清除剂［3-4，24-31］. 图10为TBA 、EtOH 和KI 对RhB 降解的影响. 实验条件为：反应温度为20 ℃，pH=7，RhB 、PMS 和ZIF-67@NaBiO 3的质量浓度分别为80 mg/L 、600 mg/L 和100 mg/L ，EtOH 、TBA 和KI 的浓度分别为2 mol/L 、2 mol/L 和20 mmol/L. 在溶液体系中加入EtOH 之后，反应受到严重抑制，而加入叔丁醇之后受到中等强度的抑制（降解效率在相同时间内分别下降了97%和46%），这说明SO 4·-和·OH 在氧化过程中都发挥着关键作用. 并且，根据一级反应动力学拟合得出k TBA =0.029 min -1，k EtOH =0.002 min -1 ，从而可以计算得出SO 4·-和·OH 的占比分别为21.3%和78.7%［32］. 另外， KI 能淬灭吸附在材料表面的各种活性物种，图10中，加入KI 后，反应的活性最低，这说明部分活性物种吸附在材料表面而没有进入水相之中. 从图10中可以得知，淬灭掉·OH 和SO 4·-等自由基之后，降解效率几乎为零，所以可以得出体系当中几乎没有非自由基活性物种［6］.3 结 论本研究提出了一种新的简便方法，将ZIF-67材料成功负载到NaBiO 3上，合成了ZIF-67@NaBiO 3材料，用于活化PMS 降解罗丹明B ，该降解过程符合一级动力学模型. 实验表明，该材料对PMS 的活化过程起到了良好的催化作用， RhB 的降解率大约为98%. 除此之外，还进行了一系列条件影响下的探究实验，提高温度、增加ZIF-67@NaBiO 3投加量和PMS 投加量在一定范围内都有助于降解污染物，且在中性条件下，表现出较好的催化活性，而起主要作用的自由基有SO 4·-、·OH. 在重复使用4次后仍然表现出非常优越的催化性能. ZIF-67@ NaBiO 3联合PMS 在去除水中RhB 等难降解有机物方面具有广阔的应用前景.参考文献［1］LOPS C ， ANCONA A ， DI CESARE K ， et al. Sonophotocatalyticdegradation mechanisms of Rhodamine B dye via radicals generation by micro- and nano-particles of ZnO ［J ］. Applied Catalysis B ： Environmental ， 2019，243：629-640.［2］ZHAO P ，GAO B Y ，XU S P ，et al ．Polyelectrolyte-promotedforward osmosis process for dye wastewater treatment-exploring the feasibility of using polyacrylamide as draw solute ［J ］．Chemical Engineering Journal ，2015，264：32-38．［3］杨珂， 唐琪， 杨晓丹， 等. 铁酸铜非均相活化过硫酸盐降解罗丹明B ［J ］. 中国环境科学， 2019，39（9）：3761-3769.YANG K ， TANG Q ， YANG X D ， et al. Degradation of Rhodamine B by heterogeneous activation of persulfate with copper ferrate ［J ］. 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