Page 123 - 《精细化工》2021年第12期

第 38 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.38, No.12
2021 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2021

功能材料
坡缕石/Al 掺杂 CdS 复合材料光催化降解罗丹明 B

1
1
1
李德丽 ，唐忠家 ，田丽君 ，常 玥 1,2,3* ，查 飞 1,2
（1. 西北师范大学 化学化工学院，甘肃 兰州 730070；2. 生态环境相关高分子材料教育部重点实验室，
甘肃 兰州 730070；3. 甘肃省高分子材料重点实验室，甘肃 兰州 730070）

摘要：采用溶剂热法制备了坡缕石/Al 掺杂 CdS 复合材料（PGS/CdS-Al），运用 XRD、XPS、SEM、UV-Vis DRS
及 PL 对材料的结构、形貌以及光学性能进行了表征。结果表明，Al 元素成功掺杂到 CdS 中，CdS 的晶体结构
没有改变，但其禁带宽带变宽。可见光照射下，该复合材料对孔雀石绿、亚甲基蓝、甲基橙、结晶紫、罗丹明
B 有机染料均有光催化降解活性，且对罗丹明 B 的光催化降解效果最好。光照 40 min，质量浓度为 0.67 g/L 15%
PGS/CdS-Al（15%为 PGS 的负载量，以生成的 CdS 质量计）对 30 mL 质量浓度为 20 mg/L 罗丹明 B 的降解率
+
–1
为 98.7%，反应主要活性基团是 h 。该降解反应符合一级动力学，反应速率常数为 0.067 min 。
关键词：Al 掺杂 CdS；坡缕石；可见光；光催化降解；罗丹明 B；功能材料
中图分类号：X703；O643.36；O644.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 12-2485-07

Photocatalytic degradation of rhodamine B by

palygorskite/Al-doped CdS composites

1,2
1
1
1
LI Deli , TANG Zhongjia , TIAN Lijun , CHANG Yue 1,2,3* , ZHA Fei
（1. College of Chemistry & Chemical Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, Gansu, China;
2. Key Laboratory of Eco-Environment-Related Polymer Materials Ministry of Education, Lanzhou 730070, Gansu,
China; 3. Key Laboratory of Polymer Materials of Gansu Province, Lanzhou 730070, Gansu, China）
Abstract: Palygorskite/Al-doped CdS composites (PGS/CdS-Al) were prepared by solvothermal method.
The structure, morphology and optical properties of the composites were characterized by XRD, XPS, SEM,
UV-Vis DRS and PL. The results showed that Al element was successfully doped into the lattice of CdS,
which didn't destroy the crystal structure of CdS and widened the band gap of CdS. Under visible light
illumination, PGS/CdS-Al had photocatalytic degradation activity for organic dyes, such as malachite green,
methylene blue, methyl orange, crystal violet and rhodamine B, and exhibited the best photocatalytic
degradation effect for rhodamine B. The photodegradation rate of 30 mL rhodamine B solution with a mass
concentration of 20 mg/L was 98.7% by the mass concentration of 0.67 g/L 15% PGS/CdS-Al (15% is loading
amount of PGS, based on the mass of generated CdS) under light illumination for 40 min. Holes were the
main activity group in photocatalytic reaction. The photodegradation reaction followed the first order kinetics
–1
and the rate constant was 0.067 min .
Key words: Al-doped CdS; palygorskite; visible light; photocatalytic degradation; rhodamine B; functional
materials

[2]
随着科学技术的飞速发展，环境污染问题日益 定性较好，传统污水处理技术很难将其去除 。而
严重，水污染尤为突出，而染料废水是工业废水的 半导体光催化降解法可破坏分子结构，最终氧化产
[1]
主要来源之一 。由于染料种类多、结构复杂、稳 物为 CO 2 和水，具有耗能小、稳定性高、无二次污

收稿日期：2021-06-06; 定用日期：2021-08-17; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210570
基金项目：国家自然科学基金（21865031）
作者简介：李德丽（1996—），女，硕士生，E-mail：1078287257@qq.com。联系人：常 玥（1970—），女，教授，E-mail：cy70@
sina.com。