苏丹红TiO2光催化降解活性与分子电子结构相关性研究

食品科学 ›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (9): 41-44.

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苏丹红TiO2光催化降解活性与分子电子结构相关性研究

罗世霞, 张笑一, 杨廷美, 张思亭, 关四维, 胡继伟, 王正武

贵州师范大学理学院；贵州省山地环境信息系统和生态环境保护重点实验室；上海交通大学农业与生物学院食品科学与工程系

出版日期:2008-09-15 发布日期:2011-12-08

Study on Correlativity between Photocatalytic Activity of TiO2 and Molecular Electronic Structure for Sudan Degradation

LUO Shi-Xia, ZHANG Xiao-Yi, YANG Ting-Mei, ZHANG Si-Ting, GUAN Si-Wei, HU Ji-Wei, WANG Zheng-Wu

1. School of Physics and Chemistry,Guizhou Normal University,Guiyang 550001,China;2. Guizhou Provincial Key Laboratory for Information System of Mountainous Areas and Protection of Ecological Environment,Guiyang 550001,China;3. Department of Food Science and Technology,School of Agriculture and Biology,Shanghai JiaoTong University,Shanghai 200240,China

Online:2008-09-15 Published:2011-12-08

摘要/Abstract

摘要： 以TiO2为光催化剂,对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号苏丹红进行光催化降解实验,并采用量子化学方法密度泛函理论B3LYP/6-31G**计算苏丹红的分子电子结构,研究苏丹红TiO2光催化降解活性与分子电子结构的相关性。结果表明,苏丹红的光催化降解活性与分子电子结构存在密切的相关性,按照苏丹红Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的顺序,偶极矩增大、最高占有轨道能量升高、电子光谱激发能降低、HOMO-LUMO能隙减小、C-N或N=N键的键级减小,光催化降解活性逐渐升高。

关键词: 苏丹红, 光催化降解, 电子结构

Abstract: The photocatalytic degradation processes of sudanⅠ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ were studied by using TiO2 photocatalyst. The correlativity between molecule electronic structure and photocatalytic activity of sudan was investigated by using quantum chemical method (density functional theory) B3LYP/6-31G** via calculating electronic structure changes. The results showed that the photocatalytic activity of sudanⅠto Ⅳ could be described better by their electronic structures. With the order of sudan Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ, increasing the dipole moment and energy of HOMO and decreasing excitation energy of electronic spectrum, HOMO-LUMO gap and the bond order of C-N or N=N lead to increase of the photocatalytic degradation activity.

Key words: sudan, photocatalytic degradation, electron structure

罗世霞, 张笑一, 杨廷美, 张思亭, 关四维, 胡继伟, 王正武. 苏丹红TiO2光催化降解活性与分子电子结构相关性研究[J]. 食品科学, 2008, 29(9): 41-44.

LUO Shi-Xia, ZHANG Xiao-Yi, YANG Ting-Mei, ZHANG Si-Ting, GUAN Si-Wei, HU Ji-Wei, WANG Zheng-Wu. Study on Correlativity between Photocatalytic Activity of TiO2 and Molecular Electronic Structure for Sudan Degradation[J]. FOOD SCIENCE, 2008, 29(9): 41-44.

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苏丹红TiO2光催化降解活性与分子电子结构相关性研究

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