侧光光纤引导可见不催化降解亚甲基蓝.pdf

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1、 江苏大学硕士学位论文 摘要 T i 0 2 半导体光催化降解染料废水是一种新兴的治理技术，其具有无毒、廉价、稳定 性好、处理效率高等优势。但是目前T i 0 2 光催化技术多以人工紫外光源为主，成本高昂， 严重限制其工业化应用。且光催化反应的光照多集聚于溶液表面，光线难以穿透至溶液 内部，是污水处理的一大难点。此外，对于T i 0 2 光催化技术的研究也多集中在催化剂的 改性、固载等方面，利用光纤介质将溶液外部光照引至内部，则有利于提高光源利用率。 因此，探索一条新的道路，对其治理技术的研究具有重要意义。 利用不同材质的侧光光纤将可见光引至溶液内部，以增大溶液内部的光强，提高光 催化效率。用

2、溶胶凝胶法制备A g + T i 0 2 和F e 3 + T i 0 2 活性炭粉体光催化剂，用紫外漫反 射、x 射线衍射( X R D ) 对其进行表征。X R D 图谱显示两种催化剂均为锐钛矿与金红石 型混晶，具有高的催化活性。紫外可见漫反射光谱表明利用离子掺杂对T i 0 2 改性进一步 拓宽其在可见光区的光谱范围。并用傅里叶红外光谱仪、紫外可见光分光光度计和气相 色谱一质谱联用仪对亚甲基蓝染料的光催化过程进行了分杯。探索了亚甲基蓝的降解 过程。 以亚甲基蓝模拟印染废水，分别探究了A g + T i 0 2 和F e 3 + T i 0 2 活性炭在石英芯侧光 光纤和塑料侧光光纤体系下

3、亚甲基蓝的降解效果。考察了催化剂量、光纤数量、光照强 度、p H 值等因素对亚甲基蓝降解实验的影响。结果表明，在石英芯侧光光纤体系下，选 用2 0m g L 的亚甲基蓝溶液1 5 0 0m L ，选择A g + r i 0 2 f f c J 催化剂。当催化剂量为1 1 6 7g I , ， 5 0 0 根侧光光纤，光照强度为1 7 2 2l r n c m 2 ，p H 值约为1 1 2 2 时，光催化降解效果最佳， 达到9 7 0 3 ，比不加入侧光光纤体系提升近2 0 。同样是石英芯光纤体系，选用F e 3 + T i 0 2 活性炭为催化剂，当催化剂量为0 3 3 3g L ，加入5

4、0 0 根侧光光纤，浸没深度为3 0 锄， 光照强度为1 7 2 2l m c m 2 ，p H 值为8 9 ，光催化降解效果最佳，最佳效果能达到1 0 0 。 即使是亚甲基蓝溶液初始浓度增加到3 0m g L 时，其催化降解率也能达到9 6 9 。当浸 没深度增加到1m 时，光照强度降至0 9 3 4I r a e r a 2 ，光催化降解率比浸没3 0c n l 降低约 2 0 。在塑料侧光光纤体系下，选择A g + T i 0 2 为催化剂，当催化剂量为1 1 6 7g L ，加入 侧光光纤引导可见光降解亚甲基蓝 5 0 0 根塑料侧光光纤，浸没深度为3 0c m ，光照强度为1 4 9

5、 8l m c m 2 ，p H 值为1 1 2 0 ，其 光催化降解效果最佳。催化降解率达到9 0 8 5 ，比不加侧光光纤体系提高约1 0 。 江苏大学硕士学位论文 A b s t r a c t T i 0 2s e m i c o n d u c t o rp h o t o c a t a l y t i co x i d a t i o ni s an o v e lp o l l u t i o nt r e a t i n ga p p r o a c ht o d y e i n gw a s t e w a t e rd e g r a d a t i o n ，w h o

6、 s ev i r t u e sa r el o wp r i c e ，n ot o x i c ，c h e m i c a ls t a b i l i t ya n d h i g ht r e a t m e n te f f i c i e n c y B u tn o wi ti se x p e n s i v et ou s ea r t i f i c i a lU Vl i g h ti np r a c t i c e s T h i s l i m i t st h ea p p l i c a t i o no fp h o t o c a t a l y t i

7、 ct e c h n o l o g yi ni n d u s t r y A n dt h el i g h to fp h o t o c a t a l y s i s g a t h e r e di ns o l u t i o ns u r f a c e ，w h i c hi sd i f f i c u l tt op e n e t r a t e t ot h es o l u t i o n I ti so n eo ft h e d i f f i c u l t i e si ns e w a g et r e a t m e n t I na d d i t

8、i o n ，t h er e s e a r c ho nT i 0 2p h o t o c a t a l y s i sa l w a y s f o c u s e so nt h ec a t a l y s tm o d i f i c a t i o n ，i m m o b i l i z a t i o na n dS OO i l B u ti ti sb e n e f i to fi m p r o v i n g t h eu t i l i z a t i o nr a t eo fl i g h ts o u r c eb yu s i n go p t i c

9、 a l f i b e rc h a n g i n gt h ee x t e r n a ll i g h ti n t o i n t e r n a l s T h e r e f o r e ，i ti ss i g n i f i c a n c ef o rr e s e a r c ho ft h en e wt e c h n o l o g y S O F sw e r eu s e dt oi n c r e a s et h ei n t e n s i t yo fl i g h ti ns o l u t i o n A g + T i 0 2a n dF e 3

10、 + T i 0 2 C p o w d e rh a sb e e np r e p a r e db ys o l g e lm e t h o d ，a n dc h a r a c t e r i z e db yu l t r a v i o l e t v i s i b l e s p e c t r o s c o p yo fs o l i dd i f f u s er e f l e c t a n c e ( U V V i sD R S ) ，X - r a yd i f f r a c t i o n ( X R D ) X R D p a t t e r n ss

11、 h o wt h a tt h et w oc a t a l y s t sa r et h em i x e dc r y s t a lo fa n a t a s ea n dr u t i l eT i 0 2 U V V i s D R Ss h o wt h a ti tc o u l db r o a d e na b s o r b i n gv i s i b l el i g h tr a n g eb yd o p i n ga g + o rF e 3 + i r o ni n T i 0 2 A n dt h ep h o t o c a t a l y t i

12、cr e a c t i o no fm e t h y l e n eb l u e ( M B ) W a sa n a l y z e db yu s i n g U V - V i s i b l e ，F o u r i e rT r a n s f o r mI n f r a r e dS p e c t r o s c o p y ( F H R ) a n dG a sC h r o m a t o g r a p h ya n d M a s sS p e c t r o s c o p y ( G C M S ) A n dt h em e c h a n i s mw

13、a se x p l o r e d M Bw a sc h o s e na sg o a ld e g r a d a n t T h eM B d e g r a d a t i o ne f f i c i e n c yo fa d d i n gA g + T i 0 2o r F e 3 + T i 0 2 Ci ns o l u t i o nu n d e rt h ev i s i b l el i g h ti r r a d i a t i o nW a se v a l u a t e d T h es i d e g l o w i n g o p t i c a

14、lf i b e r s ( S O F s ) s y s t e m sw e r eq u a r t zc o r ea n dp l a s t i cS O F s T h ea u t h o ri n v e s t i g a t e d d i f f e r e n tr e a c t i o nc o n d i t i o n sb e t w e e nq u a r t zc o r ea n dp l a s t i cS O F ss y s t e m T h ei m p a c tf a c t o r s i n c l u d et h ed o

15、s a g eo fc a t a l y s t ，q u a n t i t yo fo p t i c a lf i b e r , i l l u m i n a t i o ni n t e n s i t y ，a n dp Ha n dS O o n T h er e s u l t ss h o wt h a t ，u n d e rt h es y s t e mo fq u a r t zc o r eS O F ，t h eM Bw a sd e g r a d e d e f f e c t i v e l yt o9 7 0 3 b yw i t h i n8hu n

16、 d e rt h ec o n d i t i o n st h a tt h ed o s a g eo fA g + T i 0 2w a s 1 1 6 7g L ，i n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fM Bw a s2 0m 扎t h eq u a l i t yo fS O F sw a s5 0 0 ，p Hw a s 11 2 2l i g h ti n t e n s i t yw a s1 7 2 2l m c m 2a n ds u b m e r g e n c ew a s3 0c m C o m p a r e dw i

17、 t hn of i b e r I I I 侧光光纤引导可见光降解亚甲基蓝 s y s t e mt h ed e g r a d a t i o ne f f i c i e n c yn e a r l yi n c r e a s e d2 0 A n di nt h es a m es y s t e m ，t h eM Bw a s d e g r a d e de f f e c t i v e l y t o 1 0 0 b yw i t h i n5 hu n d e r t h ec o n d i t i o n st h a tt h e d o s a g eo f

18、F e j + T i 0 2 Cw a s0 3 3 3g L ，i n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fM BW a s2 0m 比t h eq u a l i t yo fS O F sw a g 5 0 0 ，p Hw a s8 9a n dl i g h ti n t e n s i t yw a s1 7 2 2l m c m 2 E v e nt h ei n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fM B w a s 3 0m e L , t h ed e g r a d a t i o ne f f

19、i c i e n c yc o u l da t t a c h9 6 9 W h e ns u b m e r g e n c ew a s1m ，t h e e f f i c i e n c yd r o p p e da b o u t2 0 c o m p a r e dw i t ht h e3 0c n l W h i l eu n d e rt h es y s t e mo fp l a s t i c S O F ，t h eM BW a sd e g r a d e de f f e c t i v e l yt o9 0 8 5 b yw i t h i n8hu n

20、 d e rt h ec o n d i t i o n st h a tt h e d o s a g eo fA g + T i 0 2w a s1 1 6 7 比i n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fM Bw a s2 0m L ，t h eq u a l i t yo f S O F sw a s5 0 0 ，p Hw a s11 2 0a n dl i g h ti n t e n s i t yw a s1 4 9 8l r r d c r n 2 C o m p a r e dw i t hn of i b e r s y s t e

21、mt h ed e g r a d a t i o ne f f i c i e n c yn e a r l yi n c r e a s e d1 0 K e y w o r d s ：M e t h y l e n eB l u e ，p h o t o c a t a l y t i cd e g r a d a t i o n ，A g + T i 0 2 ，F e 3 + T i 0 2 C ，s i d e g l o w i n g o p t i c a lf i b e r 江苏大学硕士学位论文 目录 第一章引言 1 1 概j 2 罡1 1 2T i 0 2 光催化氧化技术

22、1 1 3 T i 0 2 光催化氧化基本原理2 1 4 影响光催化反应的因素3 1 4 1 催化剂的晶型。3 1 4 2 光源类别4 1 4 3 光照强度4 1 4 4 光催化剂投加量。5 1 4 5 溶液初始浓度5 1 4 6 溶液p H 值5 1 4 7 外加氧化剂的影响5 1 5 光纤。6 1 5 1 侧光光纤的特性6 1 5 2 塑料光纤7 1 5 3 光纤的应用8 1 6 染料废水降解的研究进展8 1 7 选题目的与研究内容1 0 1 7 1 选题目的1 0 ， 1 7 2 研究内容1 0 第二章光催化剂的制备与表征1 2 2 1 实验材料1 2 2 1 1 主要实验试剂与药品1

23、2 2 1 2 主要实验仪器与设备1 3 2 2 实验装置。1 3 2 3 催化剂的制备1 4 2 3 1 A g + T i 0 2 光催化剂的制备1 4 2 3 2 F e 3 V r i o z 活性炭光催化剂的制备1 4 2 4 光催化剂的表征1 5 2 4 1 紫外一可见漫反射光谱( u v V i sD R S ) 1 5 2 4 2X 射线衍射( X I m ) 1 6 2 4 3 透射电镜( T E M ) 1 6 V 侧光光纤引导可见光降解亚甲基蓝 第三章石英侧光光纤体系下A g + T i 0 2 光催化降解亚甲基蓝。1 8 3 1实验方法1 8 3 1 1 染料的选定1

24、8 3 1 2 光催化氧化亚甲基蓝实验1 8 3 1 3 光催化降解率的计算方法1 9 3 1 4 实验分析方法1 9 3 2 吸附平衡时间测定2 0 3 3 石英芯侧光光纤体系下A g + T i 0 2 光催化降解亚甲基蓝2 1 3 3 1 催化剂量的影响2 1 3 3 2 光纤数量的影响2 2 3 3 3 光源强度的影响2 3 3 3 4 初始浓度的影响2 3 3 3 5 p H 的影响2 4 3 3 6C O D e r 的测定2 5 第四章塑料侧光光纤光纤体系下A g + T i 0 2 光催化降解亚甲基蓝 4 1 4 2 4 3 2 7 催化剂投加量的影响2 7 溶液初始浓度的影响

25、2 8 光源强度的影响一2 8 侧光光纤数量的影响2 9 溶液p H 值的影响3 0 C O D e r 的测定3 1 A g + r i 0 2 石英芯与塑料侧光光纤体系比较3 2 石英芯侧光光纤体系下F d + r r i o z 活性炭光催化降解亚甲基蓝3 3 不同催化剂量的影响3 3 不同初始浓度的影响3 4 不同光照强度的影响3 4 不同p H 值的影响3 5 不同浸没深度的影响3 6 C O D c ，的测定3 7 石英芯F c 3 厂r i 0 2 舌性炭与A g + r i 0 2 体系比较3 8 小试实验。3 8 光催化降解亚甲基蓝动力学研究。3 9 亚甲基蓝染料光催化降解过

26、程研究。 光催化前后的紫外一可见吸收光谱4 4 红外光谱分析4 5 江苏大学硕士学位论文 6 3G C M S 分析。4 7 6 4 亚甲基蓝染料光催化降解路径4 8 第七章结论与展望。 7 1 结论5 0 7 2 展望5 1 参考文献。 致谢 附录：攻读硕士期间所发表的论文。 5 2 5 6 5 7 V I I 江苏大学硕士学位论文 1 1 概述 第一章引言 随着现代工农业的发展，大量污染物产生并随之释放到环境中去，排放的污染物中 存在大量有毒有害物质，严重影响人类正常的生活与生产。以及人类不克制的浪费，导 致水资源越发贫乏，水质严重下降。水污染治理作为环保领域的重要课题，在全球范围 内越来

27、越受到重视，尤其是工业废水中的印染废水治理课题。纺织工业迅速发展，染料 的品种和数量日益增加，印染废水已成为水环境的重点污染源之一，受到研究者的极大 重视。总体来说，印染废水排放量大、水质颜色深、成分复杂，常常含有难降解、有毒 有机污染物，有些甚至是致癌、致突变、致畸的有机物，如氨基、苯环、偶氮基等，严 重危害饮用水安全和破坏生态环境平衡。 长期以来，研究人员采用生物处理、热处理、化学处理、相转移、催化氧化和光解 等方法治理印染废水。但是目前广泛运用的这些方法，都存在着一定的局限性，而且治 理成本太高。在众多的水处理方法中，纳米半导体的光催化技术为有机废水的治理提供 了新的途径。 目前光催化技

28、术研究集中于T i 0 2 的改性、固载以及对可见光的利用，较少研究如何 将可见光引入溶液内部。特别是针对色度大的印染废水，光利用率低，光只能照射到溶 液表面，无法深入至溶液内部，从而直接影响光催化反应效率。因此，提高光催化效率， 实现溶液外部光照转化为内部光是光催化研究领域具有挑战性的课题之一。 1 2 “ r i 0 2 光催化氧化技术 T i 0 2 应用于光催化降解水中有机物的研究开始于近几十年。最初，引发人们对光引 发的氧化还原反应产生兴趣的是1 9 7 2 年F u j i s h i m a 和H o n d a 的发现【1 J 。而F r a n k 、B a n d 和O l

29、 l i s 等人的研究 2 1 却使人们认识到半导体具有光催化降解污染物的功效。这一些发现 得到研究学者广泛的关注，他们开始将半导体光催化氧化技术应用于环境保护中。 近几十年来，国内外对T i 0 2 降解空气中有害有机物、降解有机磷农药、处理毛纺染 废水、降解石油污染、降解城市生活垃圾等方面也都进行了大量的研究【5 。1 2 】，处理技术 日益成熟。这种污染治理技术具有诸多优点：对污染物处理无选择性，几乎所有的环境 侧光光纤引导可见光催化降解亚甲基蓝 中的有机污染物都可得到不同程度的降解；T i 0 2 半导体作为催化剂，无毒、稳定并可重 复利用；能将有机污染物转化为H 2 0 、C 0

30、2 、P 0 4 3 。、s o ? 、N 0 3 、卤素离子等无机小分 子，达到完全无机化的目的，无二次污染。 1 3 T i 0 2 光催化氧化基本原理 T i 0 2 光催化反应机理十分复杂。半导体材料能作为催化剂，是由其自身的光电特性 所决定的。半导体粒子的能带结构，通常情况下是由一个空的高能导带和一个充满电子 的低能价带构成，它们之间由禁带分开。禁带是一个不连续区域，当选用能量大于或等 于禁带宽度( 一般在3 e V 以下) 的光照射半导体时，其价带上的电子( e ) 被激发，越 1 过禁带进入导带，同时在价带上产生相应的空穴( h + ) 。与金属相比较其不同点在于， 半导体粒子的

31、能带间缺少连续区域，因而空穴一电子对的寿命较长。半导体的光吸收 阈值以与禁带宽度乓的关系见下： 如21 2 4 0 乓化功 ( 1 - 1 ) 由于光催化半导体都是宽带半导体，其吸收波长阈值都在紫外光谱区域，如锐钛矿 型T i 0 2 的带宽为3 2e V ，其吸收的波长小于3 8 8n l n 。当T i 0 2 受N d , 于3 8 7 5n n l 波长的 紫外光照射时，价带上的电子跃迁到导带上，形成空穴一电子对；而金红石结构的带 宽为3 0e V ，其吸收波长为4 1 1n n l 。 在半导体水悬浮液中，在能量的作用下，空穴与电子分离并迁移到粒子表面的不同 位置，参与加速氧化还原反

32、应，还原和氧化吸附在表面上的物质。水溶液中的光催化氧 化反应，水分子是主要的失电子体。光致电子的俘获剂主要是吸附于T i 0 2 表面的氧，它 既能够抑制空穴与电子的复合，同时也是一种氧化剂，可以氧化已经羟基化的反应产物， 是表面羟基的另外一种来源。羟基自由基( O H ) 和有机物本身都可以充当光致空穴的 俘获剂，水分子经变化后生成氧化能力极强的O H ，其中O H 是水溶液中存在氧化剂里 面反应活性最强的，而且对反应物几乎没有选择性。同时T i 0 2 表面高活性的e 。拥有很 强的还原能力，能够还原水体中的金属离子，达到去除金属离子的目的。 2 江苏大学硕士学位论文 l - l = 0

33、图1 1T i 0 2 光催化反应机理 F i g 1 1P h o t o c a t a l y t i cm e c h a n i s mo fT 1 0 2 光催化降解废水中有机物的方法是在利用光能的同时进行废水处理，有着重要的研 究价值和非常好的应用前景。大量的研究表明，许多有机物可以利用光催化被降解直至 矿化【1 3 1 8 1 。 1 4 影响光催化反应的因素 光催化降解有机物的速率，不仅依赖于催化剂自身特性，还与有机物的种类及浓度、 体系温度、p H 值、0 2 的参与等众多因素有关。 1 4 1 催化剂的晶型 自然界中的T i 0 2 有金红石型、锐钛矿型和板钛矿型三种晶型

34、，其中金红石型T i 0 2 的稳定性最好，即使在高温下也不会分离，锐钛矿型和板钛矿型是T i 0 2 的亚稳定晶型， 在一定温度下都会转换变成金红石型，且是不可逆转。许多研究实验也表明锐钛矿型二 氧化钛的光催化活性高于金红石型二氧化钛。 金红石型和锐钛矿型T i 0 2 的晶体结构都属于四方晶系。图1 2 显示了两种晶型的单 元结构，均由【T i 0 6 】八面体相连接，二者的差别在于与八面体的畸变程度和八面体的联 接方式不同，即构成T i 0 2 的原子排列方式不同。图1 2 之中每个T i 4 + 被6 个0 2 构成的八 面体所包围。锐钛矿型T i 0 2 的T i T i 键长( 0

35、 3 0 4n m ) 比金红石型T i 0 2 的键长( 0 2 9r i m ) 要长，而T i O 的键长( 0 1 9 8r i m ) 比金红石型T i 0 2 的键长( 0 1 9 8n m ) 要小【1 9 1 。这些晶 体结构上的差别导致了两种晶型具有不同的密度和电子能带结构。 7 3 侧光光纤引导可见光催化降解亚甲基蓝 心。少 ( a ) ( b ) ( c ) 图1 2 板钛矿( a ) 、锐钛矿( b 谬金红石( c ) 型T i 0 2 的八面体晶体结构 F i g 1 2T i 0 2o c t a g o n a lc r y s t a ls t r u c t

36、u r eo f b r o o k i t e ( a ) ，a n a t a s eC o ) ，r u f f l e ( c ) 研究发现锐钛矿与金红石的混晶( 非机械混合) 具有更高的催化活性【2 1 】，可能原因 在于锐钛矿晶体表面生长了薄的金红石结晶层，由于晶体结构的不同，能有效地促进锐 钛矿晶体中的光生电子和空穴的分离。 1 4 2 光源类别 由于T i 0 2 价带与导带禁带宽度为3 2e V ，所对应得波长为3 8 7 5s i n ，只有入 3 8 7 5n m 的入射光才能使其激发产生具有活性的e - 和h + 。所以纯T i 0 2 光催化主要利用波 长在2 0 0

37、 。4 0 0n m 的紫外光，这就大大的限制了T i 0 2 的利用。太阳光谱能量中2 0 0 4 0 0 n m 的紫外线只占太阳全部能量的3 5 ，太阳光中约有7 0 的可见光，这都没得到 充分的利用。利用太阳光作为光催化反应的光源，无论是从理论上还是实践上都是可行 的【2 2 彩】，可以通过改进光催化剂的吸光情况来加以改善。相关的方法主要包括：对T i 0 2 进行改性；利用敏化材料光敏化从而加大激发光源的可利用波长范围；开发均相催化剂 等等。 1 4 3 光照强度 在光波长一定的条件下，光催化反应的速率通常与光强度的平方根成正比【刎。更深 入的研究发现，在光强大于6 1 0 一E i

38、 n s t c i n L S 时，光催化没有效果。这是因为此时存 在的中间氧化物在催化剂表面进行竞争性复合。O k a m o t o 2 5 1 、D O l i v e r a I 钢及O U i s 2 7 1 等都 进行了光强( ，) 、反应速率( D 和光量子效率( 痧) 的相关性研究。光强越强，染料 溶液的脱色效果和化学需氧量( C O D ) 的去除效果越好。这是因为光照强度增大，照射 4 江苏大学硕士学位论文 到催化剂表面的光量子数变多，从而激发产生的电子一空穴对增多，增大光催化降解 效率。 1 4 4 光催化剂投加量 大量实验结果表明，当催化剂用量在一定浓度值以下时，催化

39、反应速率与催化剂用 量成正比关系。过量时，光催化反应速率相对于催化剂用量的增大处于饱和状态，而催 化剂的过量加入反而会产生屏蔽效应，不利于光子的有效吸收 2 8 - 3 0 1 。催化剂最佳投入量 的大小除了与所用催化剂的光催化活性有关外，还与光反应器的几何形状和光照工作条 件等有一定的关系。 1 4 5 溶液初始浓度 一般来说，溶液的初始浓度越大，其所含的污染物含量越高，这直接影响着光催化 剂所需投入量。除此之外，对于印染废水而言，染料废水随着浓度的增加，溶液的色度 也随之增加。色度的增大使得外部光线在反应溶液中的穿透性减小，尤其是距离越长， 光强度的衰减越是明显。因此，溶液的初始浓度也是影

40、响染料的光降催化降解反应的一 大因素。 一一一。 1 4 6 溶液p H 值 溶液的p H 对光催化降解有较大的影响。对于不同的染料，p H 值的改变对其降解影 响的趋势不同。这主要是由于p H 的改变影响了Z i 0 2 的能带位置及表面电荷。在酸性介 质中，T i 0 2 表面质子化，同时质子化的T i 0 2 表面带有正电荷，这对光生电子向T i 0 2 表 面转移是有利的。在中性条件下，水分子与光生电子对一空穴反应而形成H O 和H 。 随着p H 值的升高，H O 的大量存在，T i 0 2 颗粒表面带负电荷，有利于光生空穴向颗粒 表面迁移。因此在高或者低的p H 值条件下，都有可能

41、出现光催化氧化的最高速率。 1 4 7 外加氧化剂的影响 光催化反应要有效地进行，需要减少光生电子和空穴的简单复合，这可以通过使光 生电子、光生空穴被不同的基元捕获来实现。由于氧化剂可以有效地捕获光生电子而使 光生电子和空穴分离，以达到提高光量子产率的目的。外加氧化剂通常的方法是通入0 2 或是H 2 0 2 。 5 侧光光纤引导可见光催化降解亚甲基蓝 1 5 光纤 光纤是在1 9 2 0 年以后出现的，并在1 9 7 0 年以后得到了迅速发展【3 1 】。光纤是一种传 输光能的波导介质，从材料角度可以分为石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英 芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤【3 2 】等。

42、按传输模式又可以分为单模光纤和多模光纤。 应用光纤来传输光能【3 3 1 ，具有数值孔径大、可以弯曲、结构简单等优点。光纤不仅可以 传输高等激光及光信号，而如今一种新型光纤一侧光光纤( 又称弥散光纤) 的出现， 光纤的应用又被扩展到新的领域。 1 5 1 侧光光纤的特性 j 光学纤维有多种类型，最基本的一种是折射率具有阶跃分布的涂层光学纤维，称之 为普通光学纤维。普通光学纤维是一种圆柱形细丝，具有双层结构，中间是高折射率的 纤芯，周围是低折射率的包层，纤芯和包层之间具有良好的光学界面，通常在包层的外 侧还有一层保护层a 侧光光纤也称为通体发光光纤，是一种完全不同于普通发光光纤的输出特性的新型

43、光纤。图1 3 显示了侧光光纤的光传输示意图。光从侧光光纤的一端射入，然后通过光 纤的侧表面输出，形成一个通体发光的光纤1 3 刖。常规光纤总是尽量降低或是消除传输光 从光纤皮层泄露出去，最大程度上降低因光散射而产生的非固有损耗，从而降低光纤损 耗，提高光纤的传输效率。侧光光纤的制备目的是最大限度地降低光纤的固有损耗，通 过适当的光纤设计，提高光纤的非固有损耗，即是提高光纤的散射损耗；降低因灰尘而 产生的散射损耗，降低光纤因吸收水、过渡金属离子及其他有机杂质而产生的非固有吸 收损耗，以保证光纤侧面发光的均匀性。因此，在制备侧光光纤时一方面要提高光纤侧 面发光能力，另一方面要保证侧面发光的均匀性。 塑料材质的侧光光纤与具有包覆层的石英芯侧光光纤，都