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1、 装 订 线 安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称Fe(III)-柠檬酸配合物光分解降解罗丹明B 的研究学 院 化学与化工学院专业班级应用化学 031姓 名学 号毕业设计（论文）的工作内容: : 本文研究了在高压荧光汞灯可见光的照射下，Fe(III)-柠檬酸配合 物光分解对罗丹明 B 的降解反应。主要内容包括降解时间、溶液的 pH 值、罗丹明 B 的初始浓度、Fe(III)与柠檬酸的浓度比、光强、鼓入空 气及日光照射对降解效果的影响。起止时间：年月日至年月日共周指指 导导 教教 师师 签签 字字系系 主主 任任 签签 字字院院 长长 签签 字字 装 订 线 目录目录中文摘要1 英文目录2
2、 1 前言3 1.1 引言3 1.2 光催化反应机理3 1.3 提高半导体光催化剂活性途径4 1.4 光催化技术在环境中的应用6 1.5 含 Fe(III)-多羧酸盐配合物的复合氧化体系9 2 实验部分102.1 仪器与试剂10 2.2 实验方法10 2.3罗丹明B降解率的计算10 3 结果与讨论10 3.1 测定波长的选择10 3.2 加入不同物质对罗丹明 B 降解率的影响11 3.3 Fe(III)和柠檬酸浓度对降解率的影响 13 3.3.1Fe(III)和柠檬酸浓度比一定时对降解率的影响13 3.3.2Fe(III)浓度对降解率的影响14 3.3.3 柠檬酸浓度对降解率的影响15 3.4
3、 罗丹明 B 的初始浓度对降解率的影响16 3.5 溶液中鼓入空气对罗丹明 B 降解率的影响18 3.6 pH 值对罗丹明 B 降解率的影响19 3.7 光强对降解率的影响203.8 光强对降解率影响的动力学分析21 3.9 日光照射对降解率的影响22 4 结论25 参考文献26 致谢28 附录29共 页 第 1 页 装 订 线 Fe(III)-Fe(III)-柠檬酸配合物光分解降解罗丹明柠檬酸配合物光分解降解罗丹明B B的研究的研究摘要：摘要：本文研究了在高压荧光汞灯可见光的照射下，Fe(III)-柠檬酸配合物光分解对罗丹明B的降解反应。本文主要研究了降解时间、溶液的pH值、罗 丹明-B的初
4、始浓度、Fe(III)与柠檬酸的浓度比、光强、鼓入空气及日光照射 对降解效果的影响。结果表明：当Fe(III)的浓度不变时，柠檬酸在0.5mmol/L8.0mmol/L浓度越低，降解效果越好；柠檬酸浓度不变时，随着 Fe(III)的浓度的增加，罗丹明B的降解率先增后减；而当两者浓度比一定时， 降解率也是先增后减；罗丹明B的初始浓度越小，降解率越大；光强越强，降 解率越大；当pH=4时，降解率最大。日光照射150min后8mg/L的罗丹明B溶液的 降解率为78.1%,通过日光降解罗丹明B可以为节约能源方面的研究打下一些基 础；同时对不同光强下和日光照射下进行了动力学分析。关键词：关键词：Fe(I
5、II)-Fe(III)-柠檬酸配合物柠檬酸配合物 光分解光分解 罗丹明罗丹明-B-B降解降解Study on the Degradation of RhodamineB 共 页 第 2 页 装 订 线 photolysis of induced by Fe (III) - citrate Abstract: In this paper, the fluorescent high-pressure mercury lamp in the visible light irradiation. Fe (III) - citrate complex on the degradation of Rhod
6、amineB response. This paper studies the degradation time, pH, RhodamineB of the initial concentration, Fe (III) and the citric acid concentration, intensity, air links and solar irradiation on the effects of degradation. The results showed : when Fe (III) concentrations unchanged, the lower of citri
7、c acid concentration between 0.5mmol/L8.0mmol/L, the better degradation; citric acid concentration unchanged, with the Fe (III) concentrations increase, the degradation of Rhodamine-B first increases and then decreases; When we compared the two concentration, the rate of degradation is increasing af
8、ter the first cut; With RhodamineB of the initial concentration increaseing, the rate of degradation greater; light intensity is stronger, the greater of the degradation; When the pH of 4. The greater the rate of degradation. Sunlight exposure after 150min the degradation rate of 8mg/L solution of R
9、hodamineB is 78.1%. The degradation of RhodamineB through sunlight for energy conservation research laid some foundation；Meanwhile，study the dynamic analysis under different light intensity and solar irradiation. Keywords : Fe(III)-citrate complex Photolysis degradation RhodamineB-Degradation 1 1 前言
10、前言共 页 第 3 页 装 订 线 1.11.1引言引言 从Fujishima 等1于1972 年发表了TiO2 单晶电解水制氢的研究论文后,光催化 反应引起了化学、物理、材料、环境保护等领域许多学者的重视。30 年来,人们对 光催化技术进行了大量研究,探索光催化过程的反应机理,致力于提高光催化反应效 率,其中光催化降解有机污染物是光催化技术研究中一个受人注意的领域2 ,目前, 已有许多综述论文发表,但有关光催化处理无机物方面的综述文章较为少见。处理无 机物的光催化剂有TiO2 、WO3 、CdS、Fe2O3 、Bi2O3 等,其中TiO2 、WO3 光催化活 性最强,尤其是TiO2 ,因其化
11、学稳定性高、耐光腐蚀,且具有较大的禁带宽度( Eq = 312eV) ,氧化还原电位高,光催化反应驱动力大,光催化活性高,可使一些吸热的化学 反应在受光辐射的TiO2 表面得以实现和加速。加之TiO2 无毒、成本低,所以TiO2 的 光催化研究最为活跃。 1 12 2 光催化反应机理光催化反应机理 TiO2 之所以能作为高活性的半导体光催化剂,是本身的性质所决定的。半导体 的能带是不叠加的,各能带分开,被价电子占有的能带称为价带(VB) ,它的最高能级 即为价带缘,与其相邻的那条较高能带处于激发态,称为导带(CB) ,导带的最低能级 即为导带缘。价带缘与导带缘之间有一能量间隙,为Eq ( Ti
12、O2 的Eq = 312eV) 的禁 带(如图1 所示) 。当半导体光催化剂(如TiO2 等) 受到能量大于禁带宽度( Eq) 的 光照射时,其价带上的电子(e - ) 受到激发,越过禁带进入导带,在价带留下带正电 的空穴(h + ) 。光生空穴具有强氧化性,光生电子具有强还原性,二者可形成氧化还 原体系。当光生电子2空穴对在离半导体表面足够近时,载流子移动到达表面,活泼的 空穴、电子都有能力氧化和还原吸附在表面上的物质。当半导体表面吸附杂质电荷 时,如图1 所示,表面附近的能带弯曲,相当于费米能级( Ef) 移动,从而影响半导体 催化剂性能。同时,因电子与空穴的重新复合而降低催化性能,所以,
13、只有抑制电子与 空穴的复合,才能提高光催化效率。通过俘获剂可抑制其复合,光致电子的俘获剂是 溶解O2 ,光致空穴的俘获剂是OH- 和H2O。光生e- 和h+ 除了可直接与反应物作用外, 还可与吸附在催化剂表面上的O2 、OH- 和H2O 发生一系列反应,生成具有高度化学 活性的羟基自由基OH 及HO2、H2O2 ,这些活性物质把吸附在催化剂表面上的有机 污染物(简称为R) 降解为CO2 、H2O、N2 等,把无机污染物(简称为B) 氧化或还原为 无害物(简称为B + ) 。反应历程如下:共 页 第 4 页 装 订 线 图图1 1 半导体表面电荷与能带弯曲半导体表面电荷与能带弯曲 1.31.3 提高半导体光催化剂活
