项目名称: 基于酸式固态杂多酸可见光催化协同消减重金属离子/有机污染物的复合体系设计与调控

项目编号: No.21477114

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 化学工业

项目作者: 王齐

作者单位: 浙江工商大学

项目金额: 80万元

中文摘要: TiO2光催化还原Cr(VI)时,高反应活性受限于低pH、催化剂表面易沉积产物Cr(III)致寿命缩短。本课题在前期研究基础上,提出以酸式固态杂多酸替代TiO2,以染料为吸光物质,辅以Mn+(Fe3+、Cu2+、Ag+等)为修饰剂,构建染料/杂多酸/Mn+/Cr(VI)多元复合体系。利用Mn+/M(n-1)+变价循环,调控电子传输路径;针对共存有机污染物的不同,调节反应气氛(有氧/厌氧),控制染料的归宿(降解/稳定),实现可见光驱动、弱酸性/中性条件下高效还原Cr(VI)协同降解有机污染物。将重点研究杂多酸微区域酸性的保持方法;探索Mn+、染料对光催化活性的调控规律,及对产物Cr(III)吸附的抑制作用,解决催化剂易失活的难题。该体系开发和完善为实际Cr(VI)/有机物复合污染水体的修复提供了新的、可行的设计原理和技术支撑。

中文关键词: 重金属离子;Cr(VI)还原;固态杂多酸;有机污染物;可见光

英文摘要: High efficiency of Cr (VI) reduction by TiO2 photocatalysis was limited by low pH, and the reduced product Cr(III) which easily deposited on the catalyst surface led to decreased life time of catalyst. On the basis of our preliminary studies, the present project will choose acidic and solid-state polyoxometalates (POMs) instead of TiO2, using dye as visible light absorbing material, combined with metal ions Mn+ with variable valence state (M: Fe, Cu, Ag, and etc.) as surface modifiers, a multiple composite system containing dye/POMs/Mn+/Cr(VI) will be established. The electron tranferring pathway will be regulated by Mn+/M(n-1)+ cycling. When Cr(VI) coexisting with different organic pollutants, the fate of dye (degradation or stable) can be controlled by regulating reactive atmosphere (aerobic or anaerobic). Finally, the synergistic reduction of Cr(VI) and degradation of coexisting organic pollutants will be achieved in weakly acidic/neutral conditions using visible light as driving force. We will focus on investigating the methods to keep micro-region acidity of polyoxometalates. The regulatory law of Mn+ on the photocatalytic activity as well as inhibited adsorption of Cr(III) will be explored. Finally, the problem of catalyst deactivation will be solved. Development and optimization of the present photocatalytic system will provide a new, viable design principles and technical support for the remediation of actual Cr (VI)/organic mixed pollution.

英文关键词: heavy metal ions;Cr(VI) reduction;solid-state polyoxometalates;organic pollutants;visible light

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