长碳链季铵盐型钒钼杂多酸盐的合成及光催化降解亚甲基蓝的研究

doi:10.3969/j.issn.1000-1565.2026.05.009

河北大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (5): 534-540.DOI: 10.3969/j.issn.1000-1565.2026.05.009

长碳链季铵盐型钒钼杂多酸盐的合成及光催化降解亚甲基蓝的研究

刘雪梅,郭珂欣,张锐瑛,孙妩娟,韦海龙

收稿日期:2026-02-04 出版日期:2026-09-25 发布日期:2026-09-15
通讯作者: 陕西省自然科学基础研究计划项目(2025JC-YBMS-170);陕西省大学生创新训练计划项目(S202510705095)
作者简介:刘雪梅(1976—),女,西安石油大学副教授,主要从事新型无机材料的合成及催化研究. E-mail:lxm2503@163.com

Synthesis of a long-chain quaternary ammonium vanadomolybdate and its photocatalytic degradation of methylene blue

LIU Xuemei, GUO Kexin, ZHANG Ruiying, SUN Wujuan, WEI Hailong

School of Chemistry and Chemical Engineering, Xian Shiyou University, Xian 710065, China

Received:2026-02-04 Online:2026-09-25 Published:2026-09-15

摘要/Abstract

摘要： 以钼酸钠、偏钒酸铵和十二烷基三甲基氯化铵为原料,通过控制盐酸用量,合成了基于 Keggin型多酸阴离子［VMo₁₂O₄₀］^3- 的长碳链季铵盐型钒钼杂多酸盐催化剂［C₁₂H₂₅N(CH₃)₃］₃［VMo₁₂O₄₀］·27H₂O.采用红外光谱、热重分析、元素分析和扫描电镜对材料的组成、结构与形貌进行了表征.以亚甲基蓝(MB)为模拟废水,研究了其紫外光催化降解性能.在催化剂投加量20 mg、MB初始质量浓度 12 mg/L、溶液pH=4、光照90 min的最优条件下,MB降解率达到95.7%.结合活性物种捕获实验,进一步揭示了羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O^-₂)和空穴(h⁺)三者协同作用,实现了MB的高效氧化降解,其中·OH贡献最大.

关键词: Keggin结构, 季铵盐, 表征, 亚甲基蓝, 光催化

中图分类号:

O611.2

刘雪梅, 郭珂欣, 张锐瑛, 孙妩娟, 韦海龙. 长碳链季铵盐型钒钼杂多酸盐的合成及光催化降解亚甲基蓝的研究[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2026, 46(5): 534-540.

LIU Xuemei, GUO Kexin, ZHANG Ruiying, SUN Wujuan, WEI Hailong. Synthesis of a long-chain quaternary ammonium vanadomolybdate and its photocatalytic degradation of methylene blue[J]. Journal of Hebei University(Natural Science Edition), 2026, 46(5): 534-540.

参考文献

[1] 崔玉民,殷榕灿.染料废水处理方法研究进展[J].科技导报, 2021, 39(18): 79-87.
[2] 洪雪丽,焦芬,刘维.印染废水处理技术综述 [J].中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(4): 1219-1229. DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2023.04.001.
[3] 成卓,王超,朱国翔,等.光辅助高级氧化水处理技术的研究进展[J/OL].高校化学工程学报, 2026,40(4):628-647. DOI:10.3969/j.issn.1003-9015.2025.00.085.
[4] Lin J Y, Ye W Y, Xie M, et al. Environmental impacts and remediation of dye-containing wastewater[J]. Nat Rev Earth Environ, 2023, 4(11): 785-803. DOI:10.1038/s43017-023-00489-8.
[5] 郭珂欣,刘雪梅,李金环,等.三种基于Waugh型的杂多酸季铵盐的合成及光催化性质[J].河北大学学报(自然科学版), 2024, 44(6): 619-624. DOI:10.3969/j.issn.1000-1565.2024.06.007.
[6] Ghzal A Q, Javed T, Zghair A N, et al. Sustainable dye wastewater treatment: a review of effective strategies and future directions[J]. Phys Chem Res, 2025, 13(3):479-509. DOI:10.22036/pcr.2025.501339.2633.
[7] 秦颖彤,施可,翟薇丽,等. In-MOF对染料的高效物理吸附和光催化降解[J].印染, 2025, 51(9):11-16. DOI:10.3969/j.yinran.202509016.
[8] 刘雪梅,郭珂欣,李金环,等.Dawson型磷钨酸季铵盐对亚甲基蓝废水的光催化降解[J].水处理技术, 2024, 50(2): 90-93. DOI: 10.16796/j.cnki.1000-3770.2024.02.016.
[9] 苗鑫宇,杨浩,何杰,等.调整Keggin型多金属氧酸盐电子结构构建S型异质结用于光催化析氢[J].物理化学学报, 2025, 41(6): 23-35. DOI:10.1016/j.actphy.2025.100051
[10] 钱澍,于凤丽,顾雪,等.四聚型季铵类多金属氧酸盐相转移催化甲苯氧化合成苯甲醛[J].高等学校化学学报, 2024, 45(7): 57-67. DOI:10.7503/cjcu20240120.
[11] 吴佳伦,吴道新,彭伟,等.杂多酸型光催化剂降解有机废水的研究进展[J].环境化学, 2021, 40(12): 3955-3966. DOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2020072804.
[12] Li R Y, Wang Y Q, Zeng F, et al. Advances in polyoxometalates as electron mediators for photocatalytic dye degradation[J]. Int J Mol Sci, 2023, 24(20): 15244. DOI:10.3390/ijms242015244.
[13] 张姗,刘玲,冯健萱.基于多金属氧酸盐复合材料的应用研究进展[J].工业催化, 2025, 33(3): 20-25. DOI:10.3969/j.issn.1008-1143.2025.03.003.
[14] 黄现强,甄妮,迟瑛楠,等.多金属氧簇催化化学研究进展[J].中国科学(化学), 2020, 50(9): 1064-1092. DOI:10.1360/SSC-2020-0083.
[15] Mazari T, Rekhila G, Rabia C, et al. Characterization and application of the(NH₄)_2.5Co_0.25PMo₁₂O₄₀ for degradation of orange II under solar light[J]. Opt Mater, 2024, 147: 114625. DOI:10.1016/j.optmat.2023.114625.
[16] 赵雪,张安歌,田洪瑞,等.基于 Keggin 型杂多酸的无机-有机杂化物的合成和光催化活性[J].高等学校化学学报, 2021, 42(6):1723-1729. DOI:10.7503/cjcu20200845.
[17] 乌英嘎,白丽梅,刘思晗,等.Keggin型杂多酸SiMo12-x Vx(x=1,3,5)光催化甲基橙脱色性能研究[J].化学研究与应用, 2017, 29(1): 123-126. DOI:10.3969/j.issn.1004-1656.2017.01.023.
[18] Naslhajian H, Amini M, Hosseinifard M, et al. Synthesis and characterization of a new polyoxometalate nanocluster containing Mo and V as an environmentally green catalyst for oxidative degradation of organic pollutants from aquatic environments[J]. Appl Organomet Chem, 2022, 36(2): e6511. DOI:10.1002/aoc.6511.
[19] 井淑波,朱万春,管景奇,等.一些含钒杂多化合物的合成、表征及其在环己烷催化氧化反应中性能的研究[J].化学学报, 2006, 64(18): 1881-1884. DOI:10.3321/j.issn:0567-7351.2006.18.005.
[20] 霍国燕,崔胜川.Keggin型结构的钼钒杂多酸盐的合成与表征[J].河北大学学报(自然科学版), 1997, 17(2): 34-37.
[21] 石淑云,任百祥.新型杂多酸盐光催化降解亚甲基蓝染料废水[J].应用化学, 2016, 33(5): 577-582. DOI:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.05.150296.
[22] 穆天宇,沈凡博,王瑞,等.WO₃/g-C₃N₄纳米复合材料的制备以及光催化性能研究[J/OL]. 化工新型材料, https://doi.org/10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2026.10.013.
[23] Lan J, Wang Y, Huang B, et al. Application of polyoxometalates in photocatalytic degradation of organic pollutants[J]. Nanoscale Adv, 2021, 3(16): 4646-4658. DOI:10.1039/d1na00408e.

长碳链季铵盐型钒钼杂多酸盐的合成及光催化降解亚甲基蓝的研究

Synthesis of a long-chain quaternary ammonium vanadomolybdate and its photocatalytic degradation of methylene blue

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[1]	赵方芳, 刘燕姿, 刘丹丹, 秦微, 张金超. 花状g-C₃N₄光催化产氢体系的构建及其体外抗氧化研究[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2026, 46(5): 514-523.
[2]	蒋福凡, 毛庆海, 盛伟超, 张达, 张萌, 史智豪, 牛立博, 吕运开. Cu₂O/rGO/α-Fe₂O₃三元复合材料的制备及其可见光催化降解罗丹明B性能研究[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2026, 46(5): 524-533.
[3]	刘洁,董逸琛,张斌,陶子晨,陈文鑫. 金属硫化物光催化析氢研究进展[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2026, 46(1): 56-67.
[4]	郭珂欣,刘雪梅,李金环,姬悦,丁丽芹. 三种基于Waugh 型的杂多酸季铵盐的合成及光催化性质[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2024, 44(6): 619-624.
[5]	刘新硕,王真,李晴,杨文智,李海鹰. 谷氨酸铁的制备及表征[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2023, 43(5): 476-483.
[6]	雷源,刘桂随,朱爱雪,李牧原,刘芃岩. 可见光催化降解水中邻苯二甲酸二丁酯[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2022, 42(5): 474-482.
[7]	刘雪梅,郭珂欣,李金环,李慧敏,胡若晖. 季铵盐阳离子的Waugh型化合物的合成与表征[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2022, 42(3): 265-272.
[8]	刘双安,单一洋,唐浩然,李孟,陈嘉信,袁小先. 静电纺丝制备铕掺杂二氧化钛纳米纤维及其光催化性能[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2020, 40(3): 255-259.
[9]	陶畅, 马志领, 刘渊博, 张春燕, 解飞. 多功能水性铝粉颜料的制备及应用[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2019, 39(2): 159-165.
[10]	李梦悦,房国丽,张刚,魏杰,郑功. TiO₂/AC复合材料的吸附性与光催化性能[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2018, 38(5): 480-489.
[11]	李晓苇,赵开封,胡晓雪,卢琪,眭慧东,李建伟,刘爽. 复合纳米TiO₂透明光触媒乳液的制备及性能[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2017, 37(5): 464-470.
[12]	张保平,杨芳,马钟琛,郭美辰,刘运. 稻草木质素的硫酸法提取与表征[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2016, 36(5): 474-479.
[13]	肖俊莹,许军,武承杰,眭慧东,丁文革. 铬掺杂纳米二氧化钛乳液的制备及其光催化性能[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2016, 36(4): 353-357.
[14]	王明坤,太优一,崔彤,李晓苇,李玲. 硫掺杂纳米TiO₂透明溶胶的制备及性能[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2016, 36(2): 124-128.
[15]	陈瑞雪,太优一,俞欢,郝文卓,李玲. 最小粒径钒/铁共掺杂纳米TiO2透明光触媒乳液的制备及其光催化性能[J]. 河北大学学报(自然科学版), 2015, 35(6): 582-588.