Page 98 - 《精细化工》2021年第1期
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·88· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
因此具有更好的光催化活性。这与 PL 谱图分析结 能，采用一级动力学模型来描述催化剂降解 MB 的
果一致。 过程，一级动力学方程如式（5）所示：
ln( / ) kt （5）
0 e
式中：ρ 0 为吸附平衡后 MB 的初始质量浓度，g/L；
ρ e 为催化反应时间 t 后 MB 的质量浓度，g/L；k 为
一级速率常数，g/(L·min)。
对图 9 实验数据进行分析，3 种催化剂的拟合
结果见图 10。
图 8 CN、OCN 和 WCN 的 EIS 谱图
Fig. 8 EIS of CN, OCN and WCN
2.7 光催化性能分析
图 9 为未加催化剂、CN、OCN 和 WCN 在可见
光下降解 MB 溶液的光催化活性曲线。
图 10 CN、OCN 和 WCN 降解 MB 动力学曲线
Fig. 10 Kinetic curves of MB degradation by CN, OCN
and WCN
从图 10 可以看出，ln(ρ 0 /ρ e )与 t 呈线性关系，说
明 3 种催化剂对 MB 的光催化降解过程均符合一级
动力学特征。CN、OCN、WCN 的速率常数值分别
为 0.0003、0.001、0.004 g/(L·min)。WCN 光降解
MB 的速率常数分别为 CN 和 OCN 的 13 倍和 4 倍，
这是由于制备的 WCN 纳米片具有大的比表面积、
图 9 未加催化剂、CN、OCN 和 WCN 在可见光下降解 薄的片层厚度、多的表面活性位点、快的传质扩散
MB 溶液的光催化活性曲线
Fig. 9 Photocatalytic activity curve of MB solution without 过程等特点，纳米片这种结构有利于光生电子-空穴
catalyst, CN, OCN and WCN degradation under 对的分离，从而使光催化活性得到明显提高。
visible light 2.8 WCN 的稳定性
由图 9 可以看出，在未加催化剂（空白）条件 在光催化反应中时常会发生光腐蚀现象，所以
下，随着时间的延长 MB 分子几乎不降解。当加入 光催化剂的循环稳定性是一项评价催化剂很重要的
催化剂且在可见光照射下，MB 开始发生了降解， 指标。WCN 降解 MB 的循环稳定性见图 11。
420 min 后，CN、OCN、WCN 对于 MB 的降解率分
别约为 12.3%、34.4%、82.0%。这说明 3 种催化剂
的光催化活性不同，CN 对 MB 有一定的光催化降
解效果，OCN、WCN 对 MB 的降解率有很大提高，
分别约是 CN 降解率的 2.8 倍和 6.7 倍，这是由于
OCN、WCN 具有更大的比表面积。与 OCN 相比，
WCN 的催化降解效率更为显著，是 OCN 催化效率
的 2.4 倍，这主要是水热反应使得 WCN 纳米片厚度
更薄、比表面积更大，表面活性位点增多，传质扩
散过程也更快，促进了光生电子转移，同时 WCN
内部可能存在缺陷，这有利于电子-空穴对的分离 [27] 。 图 11 WCN 降解 MB 的循环稳定性
为进一步揭示催化剂对 MB 的光催化降解性 Fig. 11 Cyclic stability of MB degradation by WCN
