Page 50 - 《精细化工》2020年第1期

·36· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

强度比 BiVO 4、MIL-100(Fe)的光谱吸收峰低，表明参 表观降解速率常数(k)：
与光催化反应的电子和空穴多，有利于染料的降解。 －ln(ρ/ρ 0 )=kt （2）
其中 BiVO 4 与 MIL-Fe(100)质量比 1∶3 时，吸收峰 式中：ρ 0 及 ρ 分别为加入复合材料前、后溶液中结
强度最低，光催化活性较高。 晶紫的质量浓度，mg/L；t 为反应时间，min。
经计算得知，BiVO 4、MIL-100(Fe)、BiVO 4 /1MIL-
100(Fe)、BiVO 4 /2MIL-100(Fe)、BiVO 4/3MIL-100(Fe)
和 BiVO 4 /5MIL-100(Fe)对结晶紫的降解反应速率常
数分别为 0.0127、0.0502、0.0241、0.0571、0.0920 及
–1
0.0573 min ，其中 BiVO 4 /3MIL-100(Fe)复合光催化
剂的降解速率常数分别是 BiVO 4 和 MIL-100(Fe)的
7.2 倍和 1.8 倍，该复合材料比 BiVO 4 和 MIL-100(Fe)
具有更高的可见光催化活性。除 MIL-100(Fe)，其余
2
相关系数 R 均大于 0.973，说明该反应较好地符合
一级动力学模型。

图 4 BiVO 4 、MIL-100(Fe)和 BiVO 4 /MIL-100(Fe)复合材 2.2.2 BiVO 4 /3MIL-100(Fe)的用量对光催化活性的
料的光致发光光谱 影响
Fig. 4 PL spectra of BiVO 4 , MIL-100(Fe) and BiVO 4 /MIL- 称取10~50 mg BiVO 4/3MIL-100(Fe)分别加入到5
100(Fe) composites
组 30 mL 结晶紫溶液（30 mg/L）中，考察其对结晶
2.2 光催化实验 紫的光催化降解能力，结果见图 6。
2.2.1 不同比例 BiVO 4 /MIL-100(Fe)复合材料对结
晶紫的光催化活性
称取 30 mg 6 种不同材料加入到 30 mL 的结晶
紫水溶液（30 mg/L）中避光搅拌 30 min 后，模拟
可见光照射 50 min，光降解结果见图 5。

图 6 BiVO 4 /3MIL-100(Fe)用量对光催化活性的影响
Fig. 6 Effect of BiVO 4 /3MIL-100(Fe) dosage on the
photocatalytic activity

避光振荡 30 min，结晶紫的吸附率随复合材料
用量的增加而增大。光照 10 min，30、40、50 mg

BiVO 4 /3MIL-100(Fe)吸收光后产生了较多的光生电
图 5 不同材料对光催化活性的影响
Fig. 5 Effect of different materials on the photocatalytic activity 子和空穴，这些活性物种参与光催化反应，对结晶紫
降解较快，降解率依次为 46.9%、50.6%、67.4%；
避光条件下，拥有较大比表面积的 MIL-Fe(100) 光照 50 min 后，三者对结晶紫的最终降解率为 98.7%、
对结晶紫的吸附率为 19.6%，复合材料中 BiVO 4 / 98.7%、99.6%，表明该反应中加入 30 mg 复合材料就
5MIL-100(Fe)的吸附能力最大（吸附率约为 30.9%）， 可完成结晶紫的降解。
吸附率是 BiVO 4 吸附率（5.42%）的 5.70 倍。光照 另外，30 mg BiVO 4 /3MIL-100(Fe)加入至 30 mL
50 min 后，BiVO 4 、MIL-100(Fe)对结晶紫的光降解 质量浓度为 30 mg/L 的结晶紫溶液中，5 次光催化
率为 53.9% 、 93.6% ，而 复合 材料 中 BiVO 4 / 循环实验，结晶紫的降解率分别是 98.7%、98.9%、
3MIL-100(Fe)的光降解率为 98.7%，这一结果与其 99.2%、98.1%、98.4%，表明 BiVO 4 /3MIL-100(Fe)
光致发光光谱中吸收峰强度最弱、光生电子-空穴复 复合材料的稳定性较好。
合率低一致。 2.2.3 太阳光下 BiVO 4/3MIL-100(Fe)的光催化活性
采用式（2）对图 5 的结果进行拟合得出相应的 将 30 mg BiVO 4/3MIL-100(Fe)分别加入 30 mL