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·146· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

率有所提高；当粒子电极的质量浓度等于 9 g/L 时， 见，GB 的光电催化降解率和反应速率都随着电流密
2
降解率达到最大，为 95.47%；当粒子电极的质量浓 度的增加而增大，电流密度为 2、5、8 mA/cm 时，
度大于 9 g/L 时，染料降解率略有下降，这说明粒 反应 3 h，GB 的降解率分别为 75.72%、83.55%和
子电极作为第三电极，加入量并非越多越好，粒子 95.47%。所以，随着电流密度的增大，羟基自由基
电极具有一定的吸附作用，加入量增加可以提高粒 产生速率加快，染料催化降解率逐渐增大。所以，
2
子电极的吸附性能，但同时会使溶液的浊度增加， 适宜电流密度为 8 mA/cm 。
透光度减小，阻挡光在液体中的传输，不仅影响阳
极对光的响应，也使粒子电极接受的光能减少，导
致光催化降解率下降。所以，适宜粒子电极质量浓
度为 9 g/L。
2.2.3 pH 对 PANI/AC 光电催化的影响
取 100 mL 初始质量浓度为 20 mg/L 的 GB 溶
液，用 1 mol/L H 2 SO 4 和 1 mol/L NaOH 分别调节 pH
至 1、3、5、7、9、11，考察了溶液 pH 对染料降解
率的影响，其中，粒子电极质量浓度为 9 g/L，电流
2
密度为 8 mA/cm ，苯胺与活性炭质量比为 0.3∶0.7，

实验方法同 1.3 节，结果如图 7 所示。 图 8 电流密度对光电催化效率的影响
Fig. 8 Effect of current density on the photoelectrocatalytic
efficiency

2.2.5 染料初始浓度对 PANI/AC 光电催化性能的
影响
取质量浓度为 100 mg/L 的直接耐晒翠蓝 GB 溶
液分别稀释成质量浓度为 10、20、30、40 和 50 mg/L
的溶液，并用 0.1 mol/L H 2 SO 4 将 pH 调至 3，加入
0.9 g 粒子电极，苯胺与活性炭质量比为 0.3∶0.7，
2
在 8 mA/cm 电流密度下进行光电催化降解，实验方

法同 1.3 节，结果如图 9 所示。
图 7 体系 pH 对染料降解率的影响
Fig. 7 Effect of pH value on the degradation rate of GB

由图 7 可知，当外加电压为 5 V，在 500 W 氙
灯照射下，pH 对染料的降解效果影响较大，最适宜
pH=3，GB 降解率为 93.54%。当 pH 小于或大于 3
时，光电催化降解率均明显降低。可能的原因是，
AC 经 PANI 改性后，在酸性条件下导电率增加，加
快了电子传导速率，使降解率增加；强酸性环境中，
+
H 会与阳极电极表面 O 2 结合形成 H 2 O 2 ，并进一步

转化为羟基自由基，其具有的强氧化能力能将有机
图 9 染料初始质量浓度对 GB 降解率的影响
物氧化为 CO 2 、H 2 O 和金属离子等，致使染料分子
Fig. 9 Effect of initial concentration of dye on the
显色基团中化学键发生断裂，最后被降解；碱性环 degradation rate of GB
境下，仅有微量羟基自由基产生，因此降解率较低。
所以，适宜 pH 为 3。 由图 9 可以看出，随着染料初始质量浓度从
2.2.4 电流密度对 PANI/AC 光电催化的影响 10 mg/L 增加至 50 mg/L，GB 的降解率越来越低，
电流密度对直接耐晒翠蓝 GB 降解率和反应速 降解 180 min 时，降解率从 97.56%降低到 65.53%。
率的影响见图 8，其中，粒子电极质量浓度为 9 g/L， 这是因为在一定的电压和光照条件下，体系所产生
pH 为 3，苯胺与活性炭质量比为 0.3∶0.7，GB 初始 的活性物质·OH 的数量是一定的，无法降解更多的
质量浓度为 20 mg/L，实验方法同 1.3 节。从图 8 可 染料分子。此外，染料质量浓度的增加，对光在溶