Page 200 - 《精细化工》2020年第11期
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·2346·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 37 卷

                 CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）中的 Zn-Fe LDO 表面             降解率下降与光催化剂表面吸附了一定量的 MG
            带正电荷，对阴离子染料酸性品红有较好的吸附性                             有关，MG 影响了 CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）对可见
            能 [22-23] ，避光振荡 30 min，降解率为 78.5%。继续               光的吸收，导致材料光生电子、空穴的数目减少，
            光照 60 min，去除率仅增加 11.3%，表明 CdS/Zn-Fe                降解 MG 的有效反应降低。但该材料的光催化稳定
            LDO（1∶1）对酸性品红的光催化性能较差，可能                           性高于 Mn 0.6 Zn 0.4 Fe 2 O 4 @CdS 纳米复合光催化剂（循
            与光催化反应中主要的活性物种不是•OH 有关                    [24] 。   环光催化降解 MB，第 5 次使用的 MB 光降解率约
            CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）可光催化降解 RhB、MB、                   为 51%）  [25] 。
            MO、CV、MG，由于染料结构不同，发生反应难易                           2.2.4  CdS/Zn-Fe LDO 光催化降解孔雀石绿的可能
            程度存在差别，所以，MO 的光降解率较低，为 41.5%，                            机理
                                                                               +
                                                                           –
            MG 的光降解率最大，可达 97.4%。图 6b 是复合材                          •OH、•O 2 、h 是光催化降解染料反应中参与反
            料光降解不同染料的拟合反应动力学结果，ln( 0 / e )                   应的主要活性物种，三者的捕获剂依次是异丙醇
            与 t 基本呈线性关系，光降解 RhB、MB、MO、酸                        （IPA）、苯醌（BQ）、EDTA-2Na。将 20 mg CdS/Zn-Fe
                               2
            性品红、CV、MG 的 R 为 0.997、0.986、0.997、0.990、           LDO（1∶1）复合材料及 3 种捕获剂加入至 30 mL
            0.994、0.922，说明几种染料的降解反应符合一级动                       20 mg/L 的孔雀石绿溶液中，避光振荡 30 min，再
            力学模型，光降解反应先快后慢。                                    光照 60 min，实验结果如图 8 所示。光催化体系中
            2.2.3  CdS/Zn-Fe  LDO（1∶1）用量对降解孔雀石                 加入 IPA、BQ、EDTA-2Na 后，孔雀石绿的降解率
                   绿光催化活性的影响                                   分别为 95%、73%、94%，加入苯醌下降最大，表
                                                                                                           +
                                                                                  –
                 称取 10、20、30 mg CdS/Zn-Fe LDO（1∶1），            明该光催化反应中•O 2 是主要活性物种，其次是 h 、
            分别加入至 30 mL 质量浓度为 20 mg/L 的孔雀石绿                    •OH。由此推断光催化剂降解孔雀石绿可能机理是：
            溶液中，考察光催化剂用量对孔雀石绿降解性能的                                       CdS/Zn-Fe LDO  e +h  +        (1)
                                                                                          hv
                                                                                              –
                                                                                     –
            影响，结果见图 7。                                                          O 2  + e  → •O 2 –        (2)
                                                                             –
                                                                           •O 2  + MG → 光降解产物             (3)
                                                                            +
                                                                           h  + MG → 光降解产物                (4)
                                                                                   +
                                                                            H 2 O + h → •OH + H +         (5)
                                                                          •OH + MG → 光降解产物                (6)










            图 7  CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）用量对 MG 光催化降解的
                  影响
            Fig. 7    Effect of CdS/Zn-Fe LDO (1∶1)  dosage on the
                   photocatalytic degradation of MG
                                                               图 8  CdS/Zn-Fe LDO 光降解孔雀石绿活性物种捕捉实验
                 CdS/Zn-Fe LDO（1∶1）光催化剂经可见光照                   Fig. 8    Photodegradation of malachite green by CdS/Zn-Fe
                                                                     LDO in the presence of different scavengers
            射后，产生电子、空穴的数目随着光催化剂用量的
            增加而增加，参与有效光催化反应的活性基团数目                             2.2.5  CdS/Zn-Fe  LDO（1∶1）光催化降解孔雀石
            也随之增加。由于相同浓度的 MG 溶液中被降解的                                 绿的产物
            分子数目一定，因此在光照 20 min 后，加入 20、                           孔雀石绿为三苯甲烷类染料，分子式 C 23H 25N 2Cl，
            30 mg 光催化剂降解率分别为 96.6%、96.8%，60 min                本实验中其在 623、425 nm 两处有明显的光吸收〔见
            后，孔雀石绿几乎被完全降解，降解率均为 98.2%，                         图 9, CdS/Zn-Fe LDO（1:1）为 20 mg，20 mg/L 孔
            表明该光催化反应中加入 20 mg 催化剂就可完成降                         雀石绿溶液 30 mL，光照 60 min〕。其中，623 nm
            解反应。同时，相同实验条件下，将 20 mg CdS/Zn-Fe                   处吸收带与整个染料分子的大共轭体系及分子中的
            LDO（1∶1）继续循环 4 次光催化降解 MG，降解                        生色基团有关，425 nm 吸收带与苯环或多环芳烃有
            率分别为 97.6%、95.7%、94.3%、92.3%，且 CdS/Zn-Fe           关 [26-27] 。随着光照时间的延长，623 nm 吸收峰降低，
            LDO（1∶1）颜色由土黄色变为草绿色。MG 的光                          425 nm 吸收峰蓝移，说明孔雀石绿的生色团随反应
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