Page 102 - 《精细化工》2021年第3期

·522· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

2.4 XRD 分析
样品的 XRD 谱图见图 4。由图 4 可知，PVA/HEC
核在 2θ=19.60°出现衍射峰，峰型宽泛，结晶度较低。
C-80-S-2.5 中 C-80 核在 2θ=21.26°~21.82°出现衍射
峰，和 PVA/HEC 核比较，C-80 核峰型变宽变缓，
表明 YE 的加入降低了 PVA/HEC 核的结晶性。衍射
峰向大角度方向偏移，这是因为，负载的 YE 中含
有 酰胺基 等官 能团形 成了 氢键， 从而 降低 了
2+
PVA/HEC 核的结晶性。和 SA/Ca 壳相比，C-80-S-2.5

中 S-2.5 壳在 2θ=25.48°、38.06°、48.22°出现了 TiO 2
图 5 C-80-S-y 水凝胶对 MB 的降解
NPs 特征峰，与 TiO 2 NPs 的标准峰值（卡片号：JCPDS Fig. 5 Degradation of MB by the C-80-S-y double-loaded
84-1285）2θ=25.33°、37.84°、48.07°相比，S-2.5 壳 core-shell hydrogels

中相应峰向大角度偏移，这是由于 TiO 2 NPs 的掺入 2.5.2 YE 用量对核壳水凝胶双催化降解 MB 的影响
2+
并与 SA 之间产生了相互作用，打破了 SA/Ca 壳原有 不同 YE 用量的样品 C-x-S-2.0 对 MB 的降解率
的非晶结构，提高了 S-2.5 壳的结晶性 [23-25] 。 如图 6 所示。由图 6 可知，随核中 YE 用量的增多，

MB 降解率呈先增大后减小的趋势，在降解 24 h 后
达到平衡，C-80-S-2.0 双负载核壳水凝胶对 MB 的
降解率最高为 92.15%，比 C-0-S-2.0 水凝胶对 MB
的降解率（76.25%）提高了 15.90%。降解过程中
YE产生的氧化酶对 MB 进行降解 [26] ，在前 12 h 内，
溶液中 MB 浓度较高，可利用的有机物量较多，降
解速率高。且在交联的过程中 YE 在核内产气发泡，
比表面积增大，对 MB 的吸附作用增强，有利于核
内负载的 YE 处理污染物。而当负载 YE 的量过大时，

因产气量大而造成核内孔径过大，不在最佳吸附孔
图 4 双负载核壳水凝胶负载前后的 XRD 谱图 径范围内，MB 分子无法长时间吸附在孔中，从而
Fig. 4 XRD patterns of double-loaded core-shell hydrogel
before and after loading 达不到被 YE 处理的效果。

2.5 核壳水凝胶双催化降解 MB
2.5.1 TiO 2 NPs 用量对核壳水凝胶双催化降解 MB
的影响
不同 TiO 2 NPs 用量的样品 C-80-S-y 对 MB 的降
解性能见图 5。由图 5 可知，水凝胶对 MB 的降解
在 24 h 左右基本达到平衡，MB 的降解率随壳中
TiO 2 NPs 用量的增加而升高。36 h 内，当壳中 TiO 2
NPs 用量由 0.5%增加到 2.5%时，双负载核壳水凝胶
对 MB 的降解率由 84.93%升高到 96.65%。未负载

TiO 2 NPs 核壳水凝胶对 MB 的降解率只有 75.32%， 图 6 C-x-S-2.0 水凝胶对 MB 的降解
C-80-S-2.5 对 MB 的降解率比 C-0-S-0 提高了 21.33%。 Fig. 6 Degradation of MB by the C-x-S-2.0 double-loaded
core-shell hydrogels
在前 6 h 内，TiO 2 NPs 的用量变化对溶液中 MB
降解率影响不大，因为降解前期溶液中 MB 溶液浓 2.5.3 核壳水凝胶双催化降解 MB 的性能
度较高，溶液颜色深、色度大，壳中 TiO 2 NPs 无法 C-80-S-2.5 降解 MB 的性能见图 7。由图 7a 可
有效大面积接触紫外光。随着 MB 的降解，溶液色 知，MB 溶液和 C-80-S-2.5 水凝胶的颜色在降解过
度逐渐降低，负载的 TiO 2 NPs 与光接触的面积提高， 程中逐渐变浅。水凝胶在实验开始 4 h 后颜色最深，
MB 降解率也大幅提高。壳中负载的 TiO 2 NPs 能对 此时主要是吸附了大量的 MB 在壳上 [27-28] ，随着微
色度低、颜色浅的低浓度 MB 废水起到很好的降解 生物和光催化作用协同处理溶液中的 MB，8 h 时水
作用。 凝胶颜色由核内开始逐渐变浅。降解后期，光催化