Page 199 - 《精细化工》2020年第11期

第 11 期 唐清海，等: CdS/Zn-Fe LDO 复合材料光催化降解孔雀石绿 ·2345·

Zn-Fe LDO 2 个半导体间转移，降低了光生电子和 LDO，说明复合材料吸收光后参与氧化还原反应电
空穴的复合率 [20] ，参与光催化的有效粒子数目增加， 子、空穴的数目大于 CdS 或 Zn-Fe LDO。可能与
提高了光催化反应活性。而 CdS/Zn-Fe LDO（2∶1） CdS/Zn-Fe LDO 中 CdS 导带电位比 Zn-Fe LDO 更显
中 CdS 含量高，复合材料吸光产生的电子、空穴复 负电性，而 Zn-Fe LDO 价带电位比 CdS 更显正电性，
合率高，光催化反应活性降低。 光生电子从 CdS 迁移到 Zn-Fe LDO，空穴留在 CdS
的价带，减小了电子和空穴复合的几率有关 [7,14] 。其
中，CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）光催化活性最高，光
照 20 min，MG 的光催化降解率可达 96.6%，这一
结果与光致发光光谱结果相吻合。
由于该光降解反应速率仅与孔雀石绿浓度有关，
采用 ln( 0 / e )=kt 对图 5 进行拟合 [21] 。经计算得，CdS、
Zn-Fe LDO、CdS/Zn-Fe LDO（2∶1）、CdS/Zn-Fe
LDO（1∶1）、CdS/Zn-Fe LDO（1∶4）光降解 MG
的表观降解速率常数 k 分别为 0.0156、0.0292、
–1
0.0802、0.0914、0.0686 min 。复合材料的速率常

图 4 CdS、Zn-Fe LDO 及 CdS/Zn-Fe LDO 复合材料的光 数均大于 CdS、Zn-Fe LDO，且 CdS/Zn-Fe LDO（1∶
致发光光谱 1）的速率常数是 CdS、Zn-Fe LDO 的 5.9 倍和 3.1
Fig. 4 Photoluminescence spectra of CdS, Zn-Fe LDO and 倍，表明该复合材料的光催化活性较高。
CdS/Zn-Fe LDO composites
2.2.2 CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）复合材料对不同染
2.2 光催化实验 料降解的光催化活性
2.2.1 不同 CdS/Zn-Fe LDO 复合材料对孔雀石绿的 称取 20 mg CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）分别加入
光催化活性 到 30 mL 质量浓度为 15 mg/L 的 RhB、MB、MO、
将 20 mg CdS、Zn-Fe LDO 及不同 CdS/Zn-Fe 酸性品红、CV、MG 溶液中，进行光催化反应，实
LDO 复合材料加入到 30 mL 20 mg/L 孔雀石绿溶液 验结果见图 6。

中，避光振荡 30 min，光照 60 min 后，光催化降解
结果见图 5。

图 5 不同样品对孔雀石绿的光催化性能
Fig. 5 Photocatalytic performances of malachite green
with different samples

片层结构的 CdS 表面拥有较多吸附位点，因此，
避光振荡时对 MG 的降解率较高，为 26.9%，而
CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）的降解率较低，为 12.2%。

光照 10 min（不包括避光吸附）后，CdS、Zn-Fe LDO、
图 6 CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）对不同染料的光降解效果
CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）、CdS/Zn-Fe LDO（2∶1）
（a）及光催化降解反应动力学（b）
和 CdS/Zn-Fe LDO（1∶4）对 MG 的光催化降解率 Fig. 6 Photocatalytic degradation of different dyes by CdS/
依次为 5.7%、13.4%、72.4%、40.3%和 40.8%。复 Zn-Fe LDO (1∶1) (a) and kinetics of photocatalytic
合材料对 MG 的光催化活性高于单一 CdS、Zn-Fe degradation by CdS/Zn-Fe LDO (1∶1) (b)