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第 7 期 韩雅楠，等: 铁-锌卟啉框架材料及其可见光催化降解罗丹明 ·1431·

为三维棒状晶体，晶体宽度在 10~40 μm 范围内不 2.2 催化剂性能评价
等，长度约几百微米，晶体表面较为粗糙，附着有 2.2.1 催化性能评价
少量颗粒状物质，应为水热过程中未形成 MOFs 结 为了评价 PCN-600(Zn)的催化性能，选择应用
构的原料。 广泛的 RhB 染料作为污染物于可见光下进行降解实
验。如图 4a 所示，0 时刻开始进行光催化反应，在
此之前60~0 min 的时间内为催化剂对染料分子的
暗吸附过程，60 min 吸附达到平衡状态，染料质量
浓度约降低了 9.0%。吸附平衡后，加入 H 2 O 2 溶液
或者去离子水，由于 H 2 O 2 的作用以及去离子水的稀
释作用，使得染料溶液浓度均有所降低，且每个体

系中降低的程度各不相同。如图 4a 所示，RhB 溶液
图 2 PCN-600(Zn)的 SEM 图
Fig. 2 SEM images of PCN-600(Zn) 自身在光照下基本不发生降解，说明 RhB 本身是十
分稳定的；H 2 O 2 对 RhB 存在降解作用，但效果十分
如图 3a 所示，金属卟啉配体 ZnTCPP 在波长 不明显；在仅加入 PCN-600(Zn)的情况下，RhB 的
300~650 nm 范围内有着较强的吸收，而 PCN- 降解效果也不是十分明显，暗吸附后基本未发生降
600(Zn)、PCN-222(Zn)的光吸收范围较 ZnTCPP 均 解；在同时加入 PCN-600(Zn)和 H 2 O 2 的情况下，光
有所拓宽。而由于结构中的 Fe-oxo 簇的存在， 照持续 90 min 后，剩余 RhB 的浓度仅为初始值的
PCN-600(Zn)的吸光范围可延伸至 800 nm，进一步 5.8%，降解率达到了 94.2%，表明在与 H 2 O 2 的协同
提 升了催 化剂 的光利 用率 。除此 之外 ，根 据 作用下，PCN-600(Zn)具有较强的光催化活性。如图
Kubelka-Munk 方程可估算出 PCN-600(Zn) 和 4b 所示，随着降解时间的增长，RhB 的吸光度逐渐
PCN-222(Zn)的禁带宽度分别为 1.67、1.79 eV，如 降低，表明其浓度逐渐降低。
图 3b 所示 。由计算结果可知， PCN-600(Zn)和 研究表明，H 2 O 2 可以通过两个途径提高催化剂
PCN-222(Zn)的禁带宽度相近，说明两种催化剂对于 的活性，一是作为电子捕获剂，捕获光生电子，抑
太阳光的利用率相差不多。 制电子-空穴的复合，从而提高光催化活性；二是
通过产生大量具有强氧化性的·OH，加快污染物
[5]
的降解 。

图 3 催化剂的紫外可见漫反射光谱（a）和带隙的计算

（b） 图 4 RhB 的降解曲线（a）和紫外-可见吸收光谱（b）
Fig. 3 UV-Vis diffuse reflectance spectra (a) and Fig. 4 Degradation curves (a) and UV-Vis absorption
calculation of the band gap(b) of the catalysts spectra (b) of RhB