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·1476· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

a—持续使用情况下 In 2O 3/CdS 样品对紫外光催化降解 MB 的影响；b–持续使用情况下 In 2O 3/CdS 样品 SEM 图

图 6 持续使用情况下 In 2 O 3 /CdS 样品对紫外光催化降解 MB 的影响和 SEM 图
Fig. 6 Effect of In 2 O 3 /CdS on the degradation rate of MB over In 2 O 3 /CdS in continuous degradation process and SEM image
of used In 2 O 3 /CdS

–1
如图 6a 所示，经过多次光催化降解后，所制备 谱在 680~600 cm 有一个中等吸收 [26] ，因而降解后
–1
2–
催化剂仍保持较好的光催化活性。在第一次光催化 产物在 658 cm 处的吸收振动峰，可能为 SO 4 所致。
降解中，光催化剂对亚甲基蓝染料的降解率为 2.4 协同光催化氧化机理
96.2%，3 次重复实验后，降解率略有下降，但依然 In 2 O 3 /CdS 光催化降解机理图见图 8。
保持在 90.0%。分析降解率下降的原因，可能是由于
部分 In 2 O 3 纳米颗粒从 CdS 棒状结构中脱落所致。从
图 6b 中可以看到，催化剂中部分 In 2O 3 纳米颗粒脱落，
与重复性实验中所得结果一致，说明部分 In 2O 3 纳米
颗粒的脱落导致了催化剂光催化活性降低。
光催化降解前、后亚甲基蓝染料的红外谱图见
图 7。

图 8 In 2 O 3 /CdS 光催化降解机理图
Fig. 8 Photocatalytic degradation mechanism of In 2 O 3 /CdS

如图 8 所示，UV 光照射下，半导体材料都能
产生大量的光生空穴和电子，但大部分电子和空穴
都会很快结合，从而导致半导体光催化活性下降。

纳米 In 2 O 3 在紫外光的照射下同样会产生大量具有

+
图 7 光催化降解前、后亚甲基蓝染料的红外谱图 高度活性的空穴/电子对。其中空穴（h ）与水反应
Fig. 7 FTIR spectra of MB before and after photocatalytic 生成•OH，空穴与•OH 均具有强氧化能力，能与吸
degradation 附在 In 2 O 3 表面的亚甲基蓝染料反应，使染料氧化降

–
2–
+
如图 7 所示，降解后亚甲基蓝的特征峰强度明 解为 CO 2 与 H 2 O 和 SO 4 、N 2 、NO 3 、NH 4 等一些无
显下降，有些峰甚至消失。图中 0 min 曲线中，1590、 机产物 [27] 。此时复合物中的 CdS 作为电子受体则通
–1
1486、879 和 823 cm 为苯环呼吸和面外弯曲振动 过接受 In 2 O 3 表面上的光生电子而被还原，从而减少
–1
吸收峰；—CH 3 吸收峰在 1384 cm ；此外，1165 和 了光生电子与空穴的复合机会，提高了 In 2 O 3 /CdS
1134 cm –1 为亚甲基蓝分子中 C—N 伸缩振动吸收 复合材料的光催化降解能力。CdS 的还原与染料的
–1
峰，而 1244 cm 处吸收峰来自于 Ar—N 弯曲振动。 氧化降解是按化学计量关系协同进行的，通过测定
光照 75 min 降解后，苯环上的特征吸收峰强度变弱， 亚甲基蓝降解后浓度的变化值来间接测定水样中的
几乎消失，说明亚甲基蓝分子中部分苯环结构已经 染料浓度。其主要反应式如下：
被破坏；降解后谱图中 C—N、C==S 和 C—S 的特 In 2 O 3 +h→h +e –
+
+
+
2–
征峰也消失，说明降解较为完全。由于 SO 4 红外光 H 2 O+h →•OH+H