化工论文
催化剂也叫触媒，在化学反应里能改变反应物化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。下面我们就为大家介绍一些关于关于催化剂的论文范文，供给大家参考。
关于催化剂的论文范文第一篇：9F级燃机宽负荷SCR脱硝催化剂性能研究与应用
作者：贾继钢 齐晓辉 吕建辉
作者单位：天津华电南疆热电有限公司 华电电力科学研究院有限公司
摘要：某9F级燃机为了实现选择性催化还原（SCR）脱硝系统宽负荷运行，进行深度调峰，拟在余热锅炉备用层增加一层低温催化剂，实现NOx排放浓度<15 mg/m3的标准。对此，以某9F级燃机在运SCR脱硝催化剂为研究对象，从催化剂表观、理化和工艺等指标进行检测，同时实验室模拟烟气设计工况对烟气中氮氧化物的脱除性能进行性能试验，最后对催化剂低温性能评估，并做现场效果应用分析。研究表明，该催化剂满足某9F级燃机脱硝系统宽负荷运行的需求，为燃机宽负荷脱硝实际应用的可行性研究提供理论和方法依据。
关键词：燃机；宽负荷脱硝；催化剂；性能评估；
作者简介：贾继钢（1988-），男，本科，工程师。天津，300000;
Abstract:In order to achieve wide-load operation of the selective catalytic reduction（SCR） denitrification system, a 9F gas turbine plans to add a layer of low-temperature catalyst to the standby layer of the waste heat boiler to achieve the standard of NOx emission concentration <15 mg/m3. In this regard, it takes a 9F gas turbine in operation SCR denitration catalyst as the research object, and detects the catalyst appearance, physical and chemical and technological indicators. At the same time, the laboratory simulates the design conditions of the flue gas to remove nitrogen oxides in the flue gas. In addition to the performance test, the low temperature performance of the catalyst is finally evaluated, and the on-site effect application analysis is done. Research shows that the catalyst meets the needs of wide-load operation of a 9F gas turbine denitrification system, and provides theoretical and methodological basis for the feasibility study of the practical application of gas turbine wide-load denitrification.
Keyword:gas turbine; wide-load denitrification; catalyst; performance evaluation;
当前，北方部分区域电力企业所面临的生产经营环境复杂严峻，尤其是供热季保障民生任务和电网调峰要求之间的平衡问题严重，同时京津地区为重点污染控制区域，企业民生任务和环保责任重大，特别是在电源点多热源点较少的情况下，企业面临深度调峰和环保合规的两难选择，无论从顺应时代发展、应对形势变化需要，还是满足企业自身需要的角度看，深度调峰宽负荷脱硝研究与应用战略[1,2,3],持续提升企业核心竞争力十分必要，且正逢其时。
基于日益严苛环保要求，燃机NOx含量较低，导致脱硝难度增大，燃机公司拟通过科技方法升级SCR处理设施，实现NOx浓度<15 mg/m3的目标，并协同控制NH3逃逸排放浓度。
因此，本文以某公司9F级燃机在运SCR脱硝催化剂为研究对象，从催化剂的表观、理化和工艺特性进行了检测与分析，并对其进行评估与现场性能试验，根据其检测结果为燃机宽负荷脱硝应用提供技术支持。
1 项目简介
某公司燃机联合循环工程采用GE PG9371型燃气轮机，余热锅炉为三压、再热、卧式、无补燃自然循环余热锅炉。该公司余热锅炉设计有SCR脱硝装置（催化剂1+1布置，其中一层备用），目前已安装的一层普通波纹板式催化剂，设计脱硝效率为50%并且使用温度在320℃以上，在燃机10%负荷时，氮氧化物排放浓度在25~29 mg/m3,符合地方环保标准规定的30 mg/m3以下的排放要求。但在低负荷下的先导预混燃烧模式，机组NOx排放量急剧增大（约在120 mg/m3左右），并且低负荷先导预混燃烧模式下脱硝入口烟气温度较低，在燃机10%负荷时候约在260℃左右，很难严格将NOx排放指标控制在30 mg/m3以下（地方标准要求）。
鉴于当前的严峻环保形势，某燃机增加一层催化剂（约180 mm高），新增催化剂采用低温性波纹板式，设计使用温度可达260℃，新增催化剂与原催化剂一同使用，提高脱硝效率，降低燃气轮机排气中的NOx,实现所有工况下NOx排放浓度<15mg/m3,进一步满足环保要求。
2 试验内容
本试验依据DL/T 1286-2013《火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范》[4],随机抽取了催化剂样品单元，从表观、理化及工艺指标进行测试，其性能检测结果如下。
2.1 表观特性指标结果
本试验选取的催化剂样品外观基本完整，端面稍有破损，颜色呈淡黄色，无变形，内部无色差。其送检催化剂尺寸检测结果如表1所示。
表1 催化剂样品尺寸检测结果
2.2 理化特性指标结果
SCR脱硝催化剂的主要化学成分检测对于保障新鲜催化剂的质量、分析和判断运行中催化剂质量变化以及催化剂寿命管理非常必要[5,6].其送检催化剂化学成分结果如表2所示。
表2 催化剂样品理化特性指标检测结果
2.3 工艺特性指标结果
本次测试所使用的参数设置按照燃机SCR脱硝反应器的设计参数如表3设定，在自主设计的全尺寸SCR脱硝催化剂工艺试验平台上进行。
表3 烟气参数设计
在设计烟气条件下，分别进行了两个工况试验。
工况1（低负荷）测得当两层催化剂的脱硝效率达到89.7%时（根据要求NOx浓度入口为115mg/m3,出口降为15mg/m3以下），氨逃逸为1.1μL/L;当氨氮摩尔比为0.916时，计算活性为56.8 m/h.
工况2（高负荷）测得当两层催化剂的脱硝效率达到71.4%时（根据要求NOx浓度入口为50mg/m3,出口降为15mg/m3以下），氨逃逸为1.2μL/L;当氨氮摩尔比为0.764时，计算活性为51.0 m/h.
结果表明，在设计烟气条件下，当两层催化剂的脱硝效率能够达到设计值要求，出口NOx排放浓度能满足技术协议中降为15 mg/m3以下的要求。
3 低温催化剂性能评估
性能评估是脱硝催化剂及SCR系统运行管理中的一项重要工作，有助于运行方能够及时掌握催化剂的性能状态，并制定及时有效的运行管理策略[7~9].
当前余热锅炉内按照1+1层催化剂设计，初装1层催化剂采用丹麦HALDOR TOPSOE公司生产的波纹板式催化剂所示，设计NOx排放浓度不大于30 mg/m3.
图1 波纹板催化剂
利用现有SCR备用层，新增一层低温催化剂层模型如图1,新增催化剂最低设计温度可达260℃以下，保证在低负荷先导预混燃烧模式、烟气温度较低的工况下，余热锅炉的脱硝效率能够提高至80%甚至达到85%以上。
另外，余热锅炉厂家为某公司预留催化剂层框架为悬挂形式，支撑结构载荷低，基于结构安全考虑选用重量轻效率高的波纹板式催化剂。本研究采用的波纹式燃机脱硝催化剂，具有下述优点。
3.1 比表面积大
从外观来看，波纹式催化剂为均等的三角孔结构；从微观来看，波纹式催化剂具有丰富的三态孔结构（大、中、小三种孔），如图2所示。
本项目拟采用催化剂产品，比表面积1409.4m2/m3,在方量相同的情况下比表面积的提高会有更多的活性面积，提高脱硝效率。这是能够实现宽负荷脱硝的基础。
图2 波纹式催化剂微观三态孔电镜照片
3.2 烟气阻力小
波纹式催化剂采用高强度超薄玻璃纤维作为基材，催化剂壁厚仅为0.25 mm,壁厚较薄，避免阻力越大对机组运行产生不利影响。
3.3 催化剂单元质量轻
波纹式催化剂另一主要特点为质量轻。波纹式催化剂采用玻璃纤维作为基材，活性物质负压浸渍的生产工艺，该工艺现场施工安装时能较大程度降低施工难度。
在实际应用中，脱硝装置内的催化剂层由一定数量的催化剂单元在模块框内组装构成催化剂模块，再由模块构成单层催化剂整体。
4 项目实际应用效果分析
燃机脱硝催化剂的工艺性能测定是反映催化剂工作性能的至关指标。依据实际运行工况下，先进行催化剂样品抽检，再通过性能考核试验在标准烟气工况下进行验证，以求获得有效的工艺性能检测结果。
针对此次备用层增加催化剂，为验证机组在30%BMCR及以上负荷工况下，SCR实现脱硝系统连续投运满足宽负荷脱硝的目的，进行不同负荷工况下试验。针对当前的宽负荷脱硝技术展开研究，提出了一种全负荷脱硝技术，并对该技术在300MW、377 MW、200 MW和140 MW工况下的应用效果进行了试验。
试验依据DL/T 260-2012《燃煤电厂烟气脱硝装置性能验收试验规范》标准，对1号余热锅炉系统脱硝装置进行性能考核试验测试。试验在机组负荷为300 MW、377 MW、200 MW和140 MW四个工况下进行测试，试验结果如下：脱硝效率分别为80.51%、83.08%、84.20%和82.16%;氨逃逸分别为1.75ppm、1.15ppm、1.29ppm和2.90ppm;实测氨耗量分别为：30.46 kg/h、33.27 kg/h、28.77 kg/h和31.28 kg/h;氨氮摩尔比分别为0.854、0.869、0.877和0.870;300MW和377 MW负荷下脱硝装置的平均压力损失（喷氨格栅+催化剂）实测计算平均值分别为270 Pa和300 Pa,均在设计值范围之内，脱硝系统运行良好。
考虑到该燃机公司余热锅炉前期安装未考虑预留SCR空间，故后期加装设计脱硝效率为80%,同时因空间不足，在安装过程中催化剂有轻微受损现象，氨气经过一级蒸发器换热器后才和催化剂接触，仍可满足80%的处理效率，催化剂安装投运后至今约3000 h运行良好，证明该催化剂可以满足现场实际需求。
结果表明，该催化剂可实现全负荷工况下SCR脱硝系统的安全稳定运行。
5 结论
本文论述了某燃机通过余热锅炉备用层增加一层低温催化剂来解决低负荷脱硝不能投运的技术难题，对其表观、理化及工艺特性指标分别进行了检测，评估了其低温催化剂性能，进一步通过现场性能试验进行了验证。结果表明该低温催化剂可有效提高低负荷时的脱硝效率，实现全工况下的NOx排放控制在15 mg/m3以下。通过该研究，某燃机提升了企业深度调峰能力，争取调峰补偿；提升了宽负荷脱硝能力，减少氮氧化物排放；实现了企业环保效益、经济效益双提升。
参考文献
[1]沈利，徐书德，关键等。超临界大容量火电机组深度调峰对燃煤锅炉的影响[J]发电设备，2016,30（1）：21~23.
[2]张广才，周科，柳宏刚，等。某超临界600 MW机组直流锅炉深度调峰实践[J]热力发电，2018 ,47（5）：83~88.
[3]曹建文某电厂660 MW超临界机组宽负荷脱硝技术应用[J]锅炉技术，2018, 49（3）：22~26.
[4] DLIT 1286-2013.火电厂烟气脱硝催化剂检测技术规范[S].北京中国电力出版社，2014.
[5]晏敏，赵凯，朱跃燃煤电厂运行中脱硝催化剂的性能检测评价与分析[J]中国电力，2016 ,49（7）：168~172.
[6]傅玉，陆强唐诗洁，等SCR脱硝催化剂寿命管理研究[J].中国电力，201853（3）：163~169.
[7]秦刚华陈彪，冯向东等燃煤机组脱硝催化剂在线性能评估机寿命示警[J]锅炉技术， 2020, 51（5）：16~20.
[8]姚燕，杨晓宁，孔凡海等燃煤电厂蜂窝式SCR催化剂性能检测评估研究[J].中国电机工程学报，2017,（S1）：112~117.
[9]王康，朱林，刘涛，等。 SCR脱硝催化剂检测于性能评价试验平台的设计与建设[J].中国电力，2016,49（7）：157~161.
文献来源：贾继钢，齐晓辉，吕建辉。9F级燃机宽负荷SCR脱硝催化剂性能研究与应用[J].电站系统工程，2021,37（06）：61-63.
关于催化剂的论文范文第二篇：铀酰配合物光催化剂的应用研究进展
作者：梁玲玲 谢鹏 张雪娇
作者单位：西安医学院药学院
摘要：光催化是目前处理有机污染物广泛应用的技术之一。铀酰配合物在光照下可被激发形成活性催化中心，通过分子间能量的转移氧化有机物，可作为新型的光催化剂。对光催化材料的研究现状、铀酰配合物的结构特点进行了分析，详细阐释了铀酰配合物光催化剂的应用研究进展，并简述了铀酰配合物光催化机理，为新型铀酰光催化材料的研发提供了借鉴。
关键词：铀酰配合物；光催化剂；有机染料；四环素；
作者简介：梁玲玲（1985-），女，河南济源人，博士，副教授，研究方向：功能配合物材料的合成及应用，E-mail:lianglingl@xiyi.edu.cn.;
基金：陕西省科技厅自然科学基金项目（2021JM-502,2020JM-614）；陕西省教育厅自然科学基金项目（20JK0902）；西安医学院校级项目（2018XNRC03,2020DOC32）；
Abstract:Currently, photocatalysis is a widely used technology in the treatment of organic pollutants.Uranyl complexes can be used as a new type of photocatalyst, which can be excited to form active catalytic centers under light, and can oxidize organic compounds through intermolecular energy transfer.In this paper, we analyze the research status of photocatalytic materials and the structural characteristics of uranyl complexes.Moreover, we review the application and research progress of uranyl complex photocatalyst in detail.Furthermore, we briefly describe the photocatalytic mechanism of uranyl complex.The conclusion drawn in this paper can provide a reference for the research and development of new uranyl photocatalytic materials.
Keyword:uranyl complex; photocatalyst; organic dye; Tetracycline;
光催化降解是一种理想的综合利用清洁能源和有效治理环境污染的技术[1].通过光催化降解清除水中的各种有毒有机污染物，将成为解决水污染问题的有效途径，因此，研究新型的光催化剂具有重要意义。近年来，配位聚合物（配合物）具有可控可调的结构及潜在的应用价值，受到人们的广泛关注。铀酰配合物作为锕系配合物的代表，拥有丰富的拓扑结构和多样的堆积方式[2,3,4],具有特殊的光物理和光化学性质，在光催化方面的应用发展迅速[5,6].大量结构新颖、性质独特的铀酰配合物被报道，对其潜在的光催化机理及潜在光催化效率也展开了系统深入的研究。为此，作者对光催化材料的研究现状、铀酰配合物的结构特点进行分析，详细阐释铀酰配合物光催化剂的应用研究进展，并简述铀酰配合物光催化机理，拟为新型铀酰光催化材料的研发提供借鉴。
1 光催化材料的研究现状
光催化法利用太阳光作为驱动力，能产生强氧化中间体将有机物完全氧化为无毒无害的CO2、H2O等无机小分子，不产生二次污染，能耗低，是目前应用较广泛的技术。光催化材料大体上可分为半导体光催化剂和金属有机配合物光催化剂[7,8].
半导体光催化剂有氧化物、硫化物及氮化物，它们既有各自独特的优点，也有无法克服的缺点。例如，氧化物类光催化材料的典型代表二氧化钛，催化活性高、化学反应稳定性好、价格低、安全性高、无毒无害、不产生二次污染，但存在光响应范围窄、量子产率低、回收利用难等缺点[9].硫化物类光催化材料的典型代表硫化镉，具有二氧化钛所不具备的优势，比如可见光响应、催化效率较高，但是化学性质很不稳定，在光催化反应过程中会发生光溶解，产生有毒有害的金属离子。
金属有机配合物光催化剂是一种新型的无机-有机组合的多孔材料，结构多样化且易于调控，具有可见光响应、可控结构和较高的光量子产率[10].金属有机配合物光催化剂一般具有以下特征：具有催化活性的配体或者不稳定的金属离子；具备光致发光特性的有机配体或者金属离子可以作为电荷传输的载体；以金属有机配合物作为前驱体制备复合材料。
2 铀酰配合物的结构特点
铀（U）元素在配合物中一般以铀酰离子（UO2+2）存在，轨道杂化导致其构型呈直线型的铀氧双键（O=U=O）2+,这样的结构与电子性质是锕系元素U独有的。铀酰离子的2个端基氧具有十分强大的空间位阻效应，U原子可以与含有孤对电子的原子（O、N、Cl等）以不同的配位方式形成不同的空间构型（四角双锥、五角双锥、六角双锥），如图1所示。
图1 铀酰配合物的空间构型
Fig.1 Spatial configuration of uranyl complexes
由于铀酰离子强的水解倾向，在水溶液中易通过阴离子进行桥联，常见的是氧桥联和羟基桥联，形成一些多核的次级结构单元。在这些结构单元中，铀酰多面体之间以共顶点或者共边的连接方式，共享双锥赤道平面的配位原子，进一步构筑铀酰配合物，其一般可以分为零维团簇结构、一维链状结构、二维层状结构、三维框架结构[11,12,13].铀酰离子的亲电簇化将更好地有利于逐步提高铀酰配合物的亲电光催化活性。
3 铀酰配合物光催化剂的应用
铀酰配合物的光化学研究起步较早，在18世纪就有关于铀酰配合物与有机物之间的光化学反应的报道，但早期使用的铀酰配合物稳定性较差、催化效率低。随着越来越多的铀酰配合物被合成出来，新型铀酰配合物光催化剂也蓬勃发展起来。
3.1 铀酰配合物光催化降解有机染料
有机染料在印染、纺织、食品等行业的广泛应用对水体环境造成严重污染，且有机染料污染物毒性大、光稳定性强、自然条件下难分解。传统处理方法如吸附、离子交换及生物降解等处理成本高，容易产生二次污染；而光催化降解的产物一般为H2O和CO2,污染小、效率高。
金属有机配合物是一种新型的光催化剂，配体选择范围广、结构可调控。早在2004年，陈接胜课题组[14]就报道了1个新颖的具有微孔结构的铀酰-镍配合物[Ni2（H2O）2（QA）2（bipy）2U5O14（H2O）2（OAc）2]·2H2O（QA=喹啉酸，bipy=4,4′-联吡啶），以含氮染料甲基蓝作为光催化降解目标，在紫外光照射下，该配合物对甲基蓝的催化降解效率在50 min时就可达97%以上。2005年，又报道[15]了2个新颖的异核铀酰配合物Ag（bipy）（UO2）2（bdc）1.5（bipy=2,2′-联吡啶，bdc=对苯二甲酸）和Ag2（phen）2UO2（btec）（phen=1,10-菲啰啉，btec=1,2,4,5-苯四酸），在紫外光照射下，2个配合物分别在30 min和120 min时将罗丹明B几乎降解完全。2008年，该课题组[16]又利用1,4-萘二甲酸（NDC）合成了配合物（UO2）8（NDC）12（bipyH2）3（bipyH）3（bipy=4,4′-联吡啶），该配合物在紫外光照射与可见光照射下都能催化降解罗丹明B,紫外光照射下仅需80 min就能降解完全，但可见光照射下则长达600 min.
2014年，邢永恒课题组[17]基于1,2,4,5-苯四酸合成了配合物（UO2）2（btec）（DMA）2（DMA=N,N′-二甲基乙酰胺），在紫外光照射下，该配合物对罗丹明B的催化降解效率在120 min时可达90%以上。2015年，该课题组[18]利用组氨酸（His）合成了配合物（UO2）2（μ2-OH）（μ3-OH）（His）（CH3CO2），比较了该配合物在紫外光照射与可见光照射下对甲基蓝的催化降解效率，发现该配合物在紫外光照射下的催化降解效率更高，可达到90%以上。
2014年，中科院长春应化所孙忠明课题组[19]采用氧基苯四羧酸在不同含氮配体下合成了4个铀酰配合物：[（H2dib）（UO2）L]·H2O、[（H2bbi）（UO2）L]·3H2O、[（H2bbi）（U2O5）L]·2H2O、（Hbpi）2（UO2F）2L[dib=1,4-二（1H-咪唑-1-基）苯，L=4,4′-氧化邻苯二甲酸，bbi=1,1′-（1,4-丁二基）双咪唑，bpi=1-（联苯-4-基）-1H-咪唑],氙灯照射3 h对罗丹明B的催化降解效率分别达到93.0%、94.2%、91.6%、88.3%.
2015年，Li等[20]合成了一系列具有蜂窝状结构的铀酰-多羧酸配合物，在氙灯照射下，配合物4在60 min时就可将罗丹明B降解完全（图2），而其它配合物的降解效果不佳，并分析了配合物的内部结构对光催化降解效率的影响。
图2 蜂窝状铀酰配合物的结构基元（左）及其在氙灯照射下对罗丹明B的降解率（右）
Fig.2 Honeycomb structure of uranyl complex（left） and degradation rate of Rhodamine B under xenon lamp irradiation（right）
2017年，印度科学研究所Jenniefer等[21]合成了5个蜂窝状结构的铀酰配合物[UO2（TDC）（H2O）]·（PYZ）0.5·H2O、[（UO2）2（TDC）3]·（HPZ）·4H2O、[UO2（TDC）2（H2O）]·（H2DPYZ）·H2O、[UO2（TDC）3]·（H2DPYZ）、[（UO2）2（TDC）3（H2O）]·（H2PMPZ）·H2O;分别以这些配合物作为光催化剂，对4种有机染料亚甲基蓝、罗丹明B、靛蓝胭脂红和甲基橙进行了降解实验，比较不同结构的铀酰配合物对有机染料的光催化降解效率，并推测证实了光催化机理。
2020年，作者[22]合成了2个铀酰配合物，并进行了光催化降解罗丹明B的研究，发现在氙灯照射2 h时，[（UO2）5 （H2O）3（H3O）（TTHA）（HTTHA）]·8H2O （H6TTHA=1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨基六乙酸）可催化降解93%的罗丹明B,[（UO2）4（H3O）2Na（TTHA）（HTTHA）]·H2O可催化降解82%的罗丹明B.2021年，作者[23]又合成了铀酰配合物（UO2）2（C5H2O2H3）2（μ2-OH）2,比较了其对4种有机染料亚甲基蓝、靛蓝、罗丹明B和甲基红的光催化降解作用。
3.2 铀酰配合物光催化降解四环素类抗生素
抗生素的发现和使用在人类社会的发展进程中起着至关重要的作用，四环素类抗生素在制药企业、动物饲养业及水产养殖业被广泛使用，是目前用量最大的抗生素之一，其在水体环境中的残留可能会导致一系列的生态、环境和人类健康等问题[24,25].因此，急需开发经济、绿色、高效的降解材料来解决四环素类抗生素的污染问题。
目前，铀酰配合物作为光催化剂降解四环素类抗生素的报道比较少。2017年，郑岳青课题组[26]基于邻苯二甲酸合成了2个铀酰配合物（UO2）（BPP）0.5（PHA）、（UO2）（BPE）0.5（PHA）[BPP=1,3-二（4-吡啶基）-丙烷，H2PHA=邻苯二甲酸，BPE=4,4′-亚乙烯基联吡啶],对盐酸四环素的光催化降解效率在180 min时分别达到91%和80%,在循环使用4次后，光催化降解效率依然可以达到45%.2018年，该课题组[27]利用1,4-萘二羧酸与不同的空间N,N′-供体配体反应获得了6个新型铀酰配合物（H3O）2[（UO2）2（NDC）3]·H2O（1）、（H2-bpp）[（UO2）2（NDC）3]·EtOH·5H2O（2）、（H2-bpe）2/2[（UO2 ）2（NDC）3]·EtOH（3）、（H2-bpp）[（UO2）2（NDC）3]·5H2O（4）、（H2-bpp）[（UO2）（HNDC）（NDC）]2·2H2O（5）、（H2-bpy）[（UO2）（NDC）2]（6）[H2NDC=1,4-萘二羧酸，bpp=1,3-二（4-吡啶基）丙烷，bpe=4,4′-亚乙烯基联吡啶，bpy=4,4′-联吡啶],并研究了它们的结构、发光性及其对盐酸四环素的光催化降解性能。结果发现，在紫外光照射90 min时，6个配合物对盐酸四环素的催化降解效率分别为86.5%、46.6%、60.7%、50.2%、79.2%、95.4%（图3）；6个配合物光催化作用的差异可能是由于其结构不同所致，配合物6由于单核结构的铀酰中心可以相对分布，更利于盐酸四环素分子与铀氧双键接触，但由于位阻的增加，盐酸四环素分子无法与铀酰接触中心顺利接触。
图3 铀酰配合物对盐酸四环素的光催化降解率
Fig.3 Photocatalytic degradation rates of Tetracycline hydrochloride by uranyl complexes
4 铀酰配合物光催化机理
铀酰配合物在紫外光和室内可见光照射下的电子吸收主要源于铀酰离子团内的电荷转移及过渡。目前，被接受的铀酰配合物的光催化降解机理一般认为有2种：脱氢氧化反应和铀酰离子电子间的转移[3,21].这2种反应机理都是基于铀酰固体离子激发提出的：光激发后，电子可能从HOMO轨道，即氧的2p轨道，去占据LUMO空铀轨道，产生激发的铀酰离子；由于LUMO空铀轨道上的电子十分活跃，造成了该空间结构不是很稳定，电子容易重新返回原来的HOMO轨道；当铀酰配合物与溶液中有机物发生反应时，有机物上的电子会被铀酰离子所吸收，因为被吸收的电子占据了HOMO轨道，致使铀酰离子上的电子保持在LUMO空铀轨道上；与此同时，溶液中带负电的氧会与被激发的铀酰离子中的电子发生反应，形成具有高度活性的自由基，从而氧化分解除去溶液中的有机物。铀酰配合物的光催化效率不仅受到分子轨道的影响，还与配合物的结构和活性物质的数量等相关。
5 总结
铀酰配合物具有独特的可见波段的强吸收和响应，在光照下可被激发形成活性过渡态，作为活性的催化中心，通过分子间能量的转移氧化有机物，从而实现对有机污染物的高效降解。铀酰配合物的光催化降解效率高，可循环利用，具有非常大的应用潜力和光明前景。
参考文献
[1] MICHAEL 1,RIZZO L,McARDELL C S,et al.Urban wastewater treatment plants as hotspots for the release of antibiotics in the environm ent:a review[J]. Water Research,2013,47（3）：957-995.
[2] LOISEAU T,MIHALCEA I,HENRY N,et al.The crystal chemistry of uranium carboxylates[J]. Coordination Chemistry Reviews ,2014,266-2 67:69-109.
[3] YANG W T,PARKER T G,SUN Z M. Structural chemistry of uranium phosphonates[J] Coordination Chemistry Reviews, 2015,303:86-10 9
[4] SU J,CHEN J S.MOFs of uranium and the actinides[J] Structure and Bonding,2014,163:265-295.
[5] WANG K X,CHEN J S Extended structures and physicochemical properties of uranyl-organic compounds[J] Accounts of Chemical Res earch,2011, 44（7）：531-540.
[6] GOMEZ G E,ONNA D,D'VRIES R F,et al.Chain-like uranyl-coordination polymer as a bright green light emitter for sensing and sunlight driven photocatalysis[J] Journal of Materials Chemistry C ,2020,8（32）：11102-11109.
[7] PALOMINOS R A,MONDACA M A,GIRALDO A,et al Photoc atalytic oxidation of the antibiotic Tetracycline on TiO2 and ZnO suspension s[J] Catalysis Today,2009,144（1/2）：100-105.
[8]赵朝成，吴光锐MOFs复合材料催化降解水中有机污染物的应用研究进展[J].化工进展， 2019,38（4）：1775-1784. ZHAO C C,WU G R.Researc h progress on the mechanism and applications of MOFs composite materials for catalytic degradation of organic pollutants in the solution [J]. Chemical Industry and Engineering Progress,2019,38（4）：1775-1784 .
[9]王超铀酰有机骨架材料在环境污染物去除中的应用[D].宁波：宁波大学， 2019.WANG C.The applic ations of uranyl-organic frameworks in「 emoval of environmental pollutants[D].Ningbo:Ningbo University,2019.
[10] ZHANG H L,LIU W,LI A,et al.Three mechanisms in one material:uranium capture by a polyoxometalate-organic framework through co mbined complexation,chemical reduc tion ,and photocatalytic reduction[J] Angewandte Chemie ,2019,131（45）：16256- 16260.
[11] WANG Y L,LIU Z Y,LI Y X,et al.Umbellate distortions of the uranyl coordination environment result in a stable and porous polycatenat ed framework that can effectively remove cesium from aqueous solutions[J]. Journal of the Americ an Chemical Society,2015, 137（19）：6144- 6147.
[12] THUERY P,ATOINI Y,HARROWFIELD J. Structure -directing effects of coordinating solvents ,ammonium and phosphonium counterions in urany| ion complexes with 1,2-,1,3-,and 1,4-phenylenediacetates[J].Inorganic Chemistry,2020,59（4）-.2503-2518.
[13] TONG X L,WANG S,GAO H X,et al.Hydrothermal synthesis of two 2D uranyl coordination polymers,structure,luminescence ,and photo catalytic degradation of Rhodamine B[J].CrystEngComm,2020,22（35）：5716-5722.
[14] YU Z T,LIAO Z L,JIANG Y S,et al.Construction of a microporous inorganic-organic hybrid compound with uranyl units[J].Chemical Co mmunication,2004, 10（16）：1814-1815.
[15] YU Z T,LIAO Z L,JIANG Y S,et al.Water-insoluble Ag-U-organic assemblies with photoc atalytic activity[J] Chemistry-A European Jour . nal,2005, 11（9）：2642-2650.
[16] LIAO ZL,LI G D,BI M H,et al.Preparation, structures, and photocatalytic properties of three new uranyl-organic assembly compounds [J].Inorganic Chemistry,2008,47（11）：4844-4853.
[17] HOU Y N,XING Y H,BAI F Y,et al.Synthesis,crystal structure, photoluminescence property and photoelectronic behavior of two uranyI- organic frameworks constructed from 1,2, 4,5-benzenetetracarboxylic acid as ligand[J]. Spectrochimica Acta Part A:Molecular and Biomolec ular Spectroscopy,2014, 123:267-272.
[18] XU X T,HOU Y N,WEI S Y,et al.UO■-amino hybrid materials:structural variation and photocatalysis properties[J] CrystEngComm,201 5,17（3）：642-652.
[19] YANG W T,TIAN W G,LIU X X,et al. Syntheses ,structures ,luminescence, and photocatalytic properties of a series of uranyI coordinatio n polymers[J] Crystal Growth & Design,2014, 14（11）：5904-5911.
[20]LI H H,ZENG X H,WU H Y,et al.Incorporating guest molecules into honeycomb structures constructed from uranium（VI）-polycarboxyla tes:structural diversities and photoc atalytic activities for the degradation of organic dye[J].Crystal Growth & Design. 2015,15（1）：10-13.
[21] JENNIEFER S J,JANA A K.Influence of pyrazine/piperazine based guest molecules in the crystal structures of uranyl thiophene dicar boxylate coordination polymers:structural diversities and photoc atalytic activities for the degradation of organic dye[J].Crystal Growth & D esign,2017,17（10）：5318-5329.
[22] LIANG L L,HU Y Q,ZHAO J S.Two uranium coordination polymers constructed by a polycarboxylic acid:structural variation,photolumi nescent and photocatalysis properties[J]. Journal of Solid State Chemistry,2020 ,282:121085.
[23]梁玲玲，刘春叶，成昭。 -种铀酰配合物的合成及其光催化降解性能研究[J].化学与生物工程， 2021,38（2）：32-35.LIANG L L,LIU C Y,CHENG Z. Synthesis and photocatalytic degradation property of a uranyl complex[J].Chemistry & Bioengineering 2021,38（2）：32-35.
[24] XU W H,ZHANG G,ZOU S C,et al.Determination of selected antibiotics in the Victoria Harbour and the Pearl River, South China using high-performance liquid chromatography-electrospray ionization tandem mass spectrometry[J] Environmental Pollution ,2007, 145（3）：672-6 79.
[25]葛林科，张思玉，谢晴，等抗生素在水环境中的光化学行为[J]中国科学：化学， 2010,40（2）：124-135.GE L K,ZHANG S Y,XIE Q,et al.Pro gress in studies on aqueous environmental photochemical behavior of antibiotics[J]. Scientia Sinica Chimica,2010 ,40（2）：124-135.
[26] XU W,SI Z X,XIE M,et al.Experimental and theoretical approaches to three uranyI coordination polymers constructed by phthalic acid and N,N'-donor bridging ligands.crystal structures, luminescence ,and photoc atalytic degradation of Tetracycline hydrochloride[J].Crystal Gr owth & Design,2017,17（4）：2147-2157.
[27] XU W,REN Y N,XIE M,et al.Six uranyl-organic frameworks with naphthalene-dicarboxylic acid and bipyridyl-based spacers:syntheses, structures, and properties[J].Dalton Transactions ,2018,47（12）：4236-4250.
文献来源：梁玲玲，谢鹏，张雪娇。铀酰配合物光催化剂的应用研究进展[J].化学与生物工程，2021,38（10）：1-5.