Page 131 - 《精细化工》2021年第1期
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第 1 期 张大琴，等: 基于蛋壳膜基碳点合成 Ag/E-CDs/Fe 3 O 4 及其催化还原性能 ·121·
如图 5a 所示，在加入 E-CDs/Fe 3 O 4 和 ECIA-2
的 NaBH 4 和 4-NP 混合溶液中，溶液吸光度均降低，
二者对 4-NP 的还原降解均具有催化效果。另外，由
图 5b 可知，ln(C t /C 0 )与 t 之间具有良好的线性关系
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（相关系数 R 均大于 0.99）。经比较发现，ECIA-2
较 E-CDs/Fe 3 O 4 对 4-NP 的催化还原反应速率更快，
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速率常数 k i 为 0.6441 min ，8 min 内 4-NP 降解率〔降
解率/%=(1-C t /C 0 )×100〕可达 100%。而 E-CDs/Fe 3 O 4
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对4-NP的催化还原反应速率常数k i 只有0.1570 min ，
16 min 时 4-NP 降解率为 91.2%。以上说明 ECIA-2
图 4 NaBH 4 加入前后 4-NP 溶液的 UV-Vis 谱图
Fig. 4 UV-Vis spectra of 4-NP solution before and after 对 4-NP 具有更好的催化效果。
adding NaBH 4 含 Ag 量不同的催化剂对 4-NP 还原反应的催化
效果具有一定的影响，图 6 为不同 Ag 含量的 ECIA
2.2.2 催化还原的动力学研究
与 4-NP 催化还原反应的关系（如 1.5 节所述，除催
由于实验中的 NaBH 4 浓度远远大于 4-NP，因
化剂外其他条件不变）。由图 6a 可知，随着含 Ag
此，将 NaBH 4 的浓度视为恒定的，而把 4-NP 的还
量的逐渐增加，4-NP 还原反应速率不断降低。从图
原反应看作一级动力学反应。一级动力学的速率常 6b 还可以看出，ln(C t /C 0 )与 t 之间的线性关系均较好
数可用下式进行计算 [25] ： （相关系数 R 均大于 0.97），说明不同含 Ag 量催化
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ln / CC ln / A A k t （1）
t 0 t 0 i 剂对 4-NP 的催化还原均为一级动力学反应。不同含
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式中：k i 为反应的速率常数（min ）；C t 为反应时间 Ag 量催化剂（ECIA-2、ECIA-4、ECIA-6 和 ECIA-8）
t min 时 4-NP 溶液的浓度（mol/L）；C 0 为 4-NP 溶 催化还原 4-NP 的速率常数 k i 分别为 0.6441、0.3981、
液的初始浓度（mol/L）；A t 为反应时间 t min 时 4-NP 0.1775 和 0.1647 min （表 1）。以上结果说明，含 Ag
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溶液的吸光度；A 0 为 4-NP 溶液的初始吸光度。 量的增加会导致反应速率降低和材料的活性减弱，这
图 5 为 E-CDs/Fe 3 O 4 和 ECIA-2 对 4-NP 的催化 可能是由于合成催化剂过程中 AgNO 3 用量增加导致
还原关系图（如 1.5 节所述，除催化剂外其他条件不变）。 Ag 颗粒的团聚 [26] ，从而降低了 ECIA 的催化活性。
图 5 E-CDs/Fe 3 O 4 和 ECIA-2 的 C t /C 0 与反应时间（a） 图 6 不同含 Ag 量催化剂的 C t /C 0 与反应时间（a）以及
以及 ln(C t /C 0 )与反应时间（b）的关系图 ln(C t /C 0 )与反应时间（b）的关系
Fig. 5 Plots of C t /C 0 versus reaction time (a) and ln(C t /C 0 ) Fig. 6 Effects of silver content on the reduction rate of
versus time (b) for the catalytic reduction of 4-NP 4-NP: the plots of C t /C 0 versus reaction time (a) and
over E-CDs/Fe 3 O 4 and ECIA-2 the plots of ln(C t /C 0 ) versus reaction time (b)
