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第 1 期 刘天晴，等: 聚苯胺改性活性炭粒子电极的光电催化性能 ·145·
图 3 AC、PANI 与 PANI/AC 的 XRD 图 图 5 PANI 负载量对 GB 降解率的影响
Fig.3 XRD patterns of AC, PANI and PANI/AC Fig. 5 Effectof PANI loading on the degradation rate of GB
由图 5 可以看出，当苯胺与 AC 质量比为 0.3∶
2.1.3 红外光谱分析
0.7 时，PANI/AC 光电催化降解效率最高，180 min
AC、PANI 与 PANI/AC 的 FTIR 图见图 4。 时 GB 降解率可达 96.33%；随着苯胺质量分数的增
加，GB 降解率减小。随着 PANI 的增加，AC 颗粒
被丝网状的 PANI 连接在一起，颗粒之间间隙增大，
传质速率加快；PANI 过多会产生团聚现象，使 AC
比表面积降低。图中 blank 组为不加粒子电极，即
两电极体系在相同条件下染料降解率的变化，与两
电极体系相比，加入粒子电极之后的三维电极体系
GB 降解率均有明显上升。所以，适宜的苯胺与活性
炭质量比为 0.3∶0.7。
2.2.2 粒子电极质量浓度对 PANI/AC 光电催化的
影响
图 4 AC、PANI 与 PANI/AC 红外光谱 在 25 ℃下，分别在 100 mL GB 溶液中加入 0.3、
Fig. 4 FTIR spectra of AC, PANI and PANI/AC 0.6、0.9、1.2、1.5 g 粒子电极，使粒子电极质量浓
度分别为 3、6、9、12、15 g/L，在光电催化条件下
–1
从图 4 可以看出，PANI 在 3418 cm 处的峰是 降解 3 h，并计算降解率，其中，苯胺与活性炭质量
–1
由 N—H 伸缩振动引起；1578 cm 处是类醌式结构
2
比为 0.3∶0.7，电流密度为 8 mA/cm ，pH 为 3 时，
N==Q==N（ Q 为醌环）伸缩振动特征吸收峰， GB 初始质量浓度为 20 mg/L，实验方法同 1.3 节，
–1
1496 cm 处是苯环中 C==C 伸缩振动吸收峰，两个
结果如图 6 所示。
峰强度比为 1∶1，证明 PANI 中含有等量的苯环和
醌环结构。由 PANI/AC 的 FTIR 曲线可知，PANI
与 AC 复合后吸收峰位置发生了一定红移，但两者
峰强度比值基本不变，代表分子链的氧化程度基本
不变，证明分子链的结构并未改变。另外，1311 cm –1
–1
处为 C—N 伸缩振动产生的特征峰；1121 cm 处是
亚胺氮—B—N==Q—（B 为苯环，Q 为醌环）结构
–1
产生的吸收峰；819 cm 处是苯环 C—H 面外弯曲
振动特征吸收峰。
2.2 光电催化降解染料的性能
2.2.1 PANI 负载量对 PANI/AC光电催化性能的影响
制备不同 PANI 负载量的 PANI/AC，测定溶液 图 6 粒子电极质量浓度对 PANI/AC 光电催化效率的影响
Fig. 6 Effect of mass concentration of particle electrode on
吸光度，粒子电极质量浓度为 9 g/L，电流密度为 the photoelectrocatalytic efficiency
2
8 mA/cm ，pH 为 3 时，GB 初始质量浓度为 20 mg/L，
实验方法同 1.3 节，计算 GB 的降解率，结果如图 5 由图 6 可看出，当粒子电极的质量浓度小于
所示。 9 g/L 时，随着粒子电极质量浓度的增加，染料降解
