[00116722]多金属氧酸盐光催化降解有机磷农药的研究

一、具有优异催化性能的多金属氧酸盐的合成 该课题利用中温水热技术，通过介质的酸度、原料的配比、加料顺序及温度的调节来控制晶体的生长，通过分子设计与组装，成功地合成了4个新型的Keggin型POM分子基配位聚合物：[Fe(phen)3]2[PW9V3O40](1)、[Fe(phen)3]2[PWⅥ8VⅤVⅣ5O43]·2H2O(2)、[Fe(C12H8N2)3]3[FeW12O40]·2H2O(3)、(4，4´-bipyH2)2[SiW12O40].(4,4´-bipy)·6H2O(4,4´-bipy is 4,4´-bipyridine)(4)。选取2个合成的[Fe(phen)3]2[PW9V3O40](1)和 (4,4´-bipyH2)2[SiW12O40].(4,4´-bipy)·6H2O(2)与购买的α-H4SiW12O40和α-H3PW12O40对比实验。得出多金属氧酸盐光催化剂的活性顺序为：α-H4SiW12O40＞(4,4´-bipyH2)2[SiW12O40].(4,4´-bipy)·6H2O＞α-H3PW12O40＞[Fe(phen)3]2[PW9V3O40]。由于利用水热合成的多金属氧酸盐难溶于水，克服了水溶性催化剂难以有效地彻底分离的缺点，实验证明合成的多金属氧酸盐在保持很高的光催化活性的同时，具有易于分离等优点，更适合在连续型光催化反应仪器上应用。二、利用多金属氧酸盐光降解有机磷农药的研究1.催化剂浓度的影响500W紫外光照射下，60min内H4SiW12O40催化剂对对硫磷进行光催化降解。因此，在后面实验中H4SiW12O40催化剂的浓度均为0.7g/L。2.反应液初始pH的影响对硫磷初始浓度为41.5μmol/L，探讨60min内反应液初始pH不同对光催化的影响。pH=2.0，6.0和11.0时，对硫磷的降解率分别为96.0%、92.50%和89.5%。3.对硫磷初始浓度的影响60min内，初始浓度为41.5μmol/L的对硫磷溶液，其降解率为92.5%，而初始浓度为1000μmol/L时，其降解率仅14.8%。4.紫外灯功率的影响500W紫外灯照射下，30min达到比较完全的降解，因此500W紫外灯照射下降解该浓度的有机磷农药，选择30min作为反应时间最为经济。5.催化剂种类的影响催化剂的活性顺序为：α-H4SiW12O40＞(4,4´-bipyH2)2[SiW12O40].(4,4´-bipy)·6H2O＞α-H3PW12O40＞[Fe(phen)3]2[PW9V3O40]。这就是为什么Keggin型POM SiW12O40 4-和PW12O403-作为环境催化剂降解废水的原因。6.有机磷农药种类的影响在pH=6和相同量H4SiW12O40催化剂存在时，有机磷农药敌敌畏和对硫磷的降解效果比较。敌敌畏降解率＞对硫磷降解率。即不同结构的有机磷降解按以下顺序减小：磷酸酯类＞一硫代磷酸酯类。对硫磷初始浓度为41.5μmol/L，得出最佳降解条件：pH=2.0，500W 紫外光照射下，α-H4SiW12O40在60min内降解率达到92.5%，并确定了催化剂最佳用量为0.7g/L。同时，还作了磷酸酯类有机磷农药敌敌畏的光催化降解，降解率磷酸酯类＞一硫代磷酸酯类。该课题将多金属氧酸盐催化技术应用到有机磷农药的降解研究，解决含有机磷农药废水的净化处理等和磷有关的环境问题，克服了传统方法的不足。在含有机磷农药的废水处理方面具有广阔的应用前景。