3 实验结果与讨论(results and discussion) 3.1 纳米金的形貌表征
从图 4可知，被检测的颗粒为纳米金颗粒，出现铜元素的主要原因是以铜网作为透射电镜的实验载体，存在的其它元素则有的是因纳米金溶胶溶液中含有的杂质所致.从图 5可知，实验分别从100、50和10 nm的精度对纳米金颗粒进行了透射电镜扫描.结果发现，纳米金颗粒的形态主要呈球状，粒径分布均匀，粒径大小主要在15~20 nm之间.纳米金颗粒以金为元素组成，具有对生物和自然生态环境无害的特性，减少了光催化剂的生态环境污染问题.同时，纳米金颗粒的理化稳定性降低了纳米金颗粒在活化过程中的受损程度，最da限度地保持了其催化活性.
图 4 纳米金能谱图
图 5 纳米金透射电镜图
3.2 纳米金的光催化性能表征
在光催化反应器中，因每次实验前mb都经过充分的吸附，因此，mb的脱色包含直接光解脱色和光催化降解脱色两部分.在反应时间同为30 min和纳秒脉冲激光能量为32.8 mj的条件下，不含纳米金颗粒的mb溶液的脱色率约27.0%，而含纳米金颗粒的mb溶液的脱色率约42.7%，比无纳米金组的脱色率增加了约15.7%，因此，纳米金具有较好的催化性能.
3.3 纳秒脉冲激光对2，4，5-tcp的光催化降解
由图 6可知，266 nm脉冲激光可以立即直接或在纳米金的催化作用下催化降解2，4，5-tcp，基本无需反应启动时间.在含纳米金实验组中，光照反应40 min后2，4，5-tcp的降解速率约为零，此时最gao降解率约为85%，经计算得知，2，4，5-tcp的单位能量降解率约为0.18256% · j-1;在不含纳米金实验组中，光照反应15 min后2，4，5-tcp的降解速率约为零，此时最gao降解率约为60%.比较以上两组实验中的2，4，5-tcp降解率可知，纳米金可以促进2，4，5-tcp的降解，此条件下的降解率增加约25%.
图 6 2，4，5-tcp的直接光降解和催化光降解比较
整个反应均在常温常压条件下进行，全部过程几乎无热效应，减少了光子能量损耗，提高了光子利用效率，同时无需普通光源催化降解污染物时所需的循环冷却系统，简化了光催化反应器的设计建造难度.
也正是由于纳米金对2，4，5-tcp的吸附和催化作用，使2，4，5-tcp的降解程度比无纳米金组的降解程度高，起到了促进光催化的作用.但因不含纳米金实验组中无纳米金颗粒对脉冲激光的散射作用，因此，使得2，4，5-tcp的降解平均反应速率在光反应达到稳定前比含纳米金组高，而且在降解程度一定的条件下，高降解平均反应速率会促使反应提前达到稳定状态，即出现无纳米金组提前达到反应稳定状态的现象.
3.4 2，4，5-tcp的光催化降解动力学
拟合结果如图 7所示，在含和不含纳米金实验组的反应达到稳定前，经过降解反应的动力学方程拟合得知(图 7)，2，4，5-tcp的脉冲激光降解反应均符合准一级反应动力学过程，动力学方程分别为：y2=-0.1141+0.04667x2(r2=0.9483)和y3=0.03734+0.06049x3(r2=0.9840);其中，x2和x3均代表光照时间，y2和y3分别代表含纳米金和不含纳米金组的ln(c0/ct)值.含纳米金组中，2，4，5-tcp的平均反应速率约为0.04667 min-1.
图 7 2，4，5-tcp的准一级动力学反应
3.5 2，4，5-tcp的降解中间产物及反应途径和活性物种测定
在激光催化降解2，4，5-tcp反应后进行的气相色谱成分分析检测中，除正己烷的试ji峰和2，4，5-tcp的峰出现之外，未再出现其它明显的峰，由此推测反应过程中中间产物被激光催化分解的速度是快su的.鉴于光催化剂不同产生的两种光催化原理，其相同结果是因为产生了具有氧化性的活性物质或者结构对有机污染物的氧化还原过程基本相同，课题组根据tio2/uv/h2o2光催化分解2，4，5-tcp的机理研究，对激光催化降解2，4，5-tcp的机理作如反应(1)和(2)的推测.反应活性物种为qiang基自由基，2，4，5-tcp最终被氧化还原为二氧化碳和含氯的小分子化合物.
4 结论(conclusions)
对纳米金在脉冲激光照射条件下的光催化降解过程进行了研究，即通过激发表面等离子体过程中发生的亲核和亲电反应，氧化还原有机污染物，对2，4，5-tcp进行降解，生成二氧化碳和含氯小分子化合物.结果发现，在2，4，5-tcp浓度为50 mg · l-1，纳米金质量浓度为11.6 mg · l-1，脉冲激光能量为19.4 mj，纳秒脉冲激光波长为266 nm，电压为590 v，脉冲频率为10 hz，无聚焦平行照射条件下，光催化反应40 min后的2，4，5-tcp最gao降解率约为85%;整个降解过程符合准一级动力学方程：y3=-0.1141+0.04667x3(r2=0.9483);反应启动时间极短，平均反应速率为0.04667 min-1，单位能量降解率约为0.18256%· j-1.
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