Page 80 - 《精细化工》2021年第3期
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·500·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷



















            图 4   活性炭（a）、Ag 3 PO 4 （b）、WO 3 （c）和 WO 3 /C/Ag 3 PO 4     图 5   不同材料对 BPA 的光催化降解
                 （1∶0.3∶3）（d）的 SEM 图；WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶     Fig. 5    Photocatalytic degradation of  BPA  with different
                 0.3∶3）的 TEM（e）和 EDS（f）能谱图                           photocatalysts
            Fig. 4    SEM images of active carbon (a); Ag 3 PO 4  (b);  WO 3
                   (c); WO 3 /C/Ag 3 PO 4  (1∶0.3∶3) (d); TEM image (e) and   图 6 为不同材料的反应拟一级动力学(lnρ 0 /ρ)与
                   EDS (f) of WO 3 /C/ Ag 3 PO 4  (1∶0.3∶3) spectrum   时间回归曲线。根据 lnρ 0 /ρ=kt（ρ 0 是初始 BPA 的质
                                                               量浓度，mg/L；ρ 是某时刻 BPA 对应的质量浓度，
                 图 4a 是过 80 目筛后活性炭的 SEM 图像。如图                  mg/L；t 为时间，min；k 为动力学常数，min ），
                                                                                                        –1
            4a 所示，活性炭颗粒粒径很小但仍保有明显的孔隙                           经计算，WO 3 /C/Ag 3 PO 4 复合光催化剂光催化降解
            结构，为合成 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 复合材料提供了有利                 BPA 效果最佳的为 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3），动
            条件。由图 4b 观察到，固体纯 Ag 3 PO 4 的形貌呈不                   力学常数 k 为 0.03722 min ，光催化速率最快；
                                                                                        –1
            规则小球状，且相互间发生一些团聚。由图 4c 观察                          WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （3∶0.1∶1）样品的动力学常数 k
                                                                            –1
            到，WO 3 呈块状晶体结构。图 4d 是 WO 3 /C/ Ag 3 PO 4           为 0.01313 min ，反应速率最低。
            （1∶0.3∶3）的 SEM 图，从图 4d 观察到 Ag 3 PO 4
            沉积在复合材料表面，将活性炭和 WO 3 包裹住。图
            4e 是 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3）的 TEM 图，球状
            Ag 3 PO 4 分布在块状 WO 3 和活性炭上。由图 4f  EDS
            能谱图可知，Ag、P、O 元素的信号峰源于 Ag 3 PO 4
            的存在，W、O 元素的信号峰源于 WO 3 的存在，C
            元素的信号峰源于活性炭的存在。
            2.2   光催化降解 BPA
                 图 5 是按照 1.3 节所述的实验方法，20 mg 不同
            催化剂对 40 mL 10 mg/L BPA 的降解效果比较。由

            图 5 可知，由图 5 可知，与纯 Ag 3 PO 4 相比，WO 3                图 6   不同材料的反应拟一级动力学 ln(ρ 0 /ρ)与时间回归
            和活性炭的引入可以有效提高 Ag 3 PO 4 对 BPA 的降                        曲线
            解效率，在光照 90 min 后，WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶         Fig. 6    Pseudo first order kinetic fit curves for the
                                                                     degradation of BPA with different photocatalysts
            3）复合光催化剂对 BPA 的降解率达到 95%（黑暗
            加光照）以上。将经过简单物理混合得到的 WO 3 +C+                           为进一步探究复合光催化剂的稳定性，对
            Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3）光催化剂以上述同样的实验方                   WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3）催化剂进行了 3 次循环
            法，称取 20 mg 与 40 mL 10 mg/L BPA 溶液进行光               降解 BPA 实验，实验条件同 1.3 节，结果如图 7 所
            催化反应，结果显示在相同条件下，其对 BPA 的降                          示。结果表明，经过 3 次循环使用，BPA 的降解率
            解率仅有 83%（黑暗加光照）。                                   仍保持在 74%。而 Ag 3 PO 4 经过 3 次循环使用 BPA
                 将反应后的 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3）复合           降解率减小至 33%，表明 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶
            催化剂用无水乙醇进行多次超声洗涤。将多次超声                             3）复合材料的稳定性有了显著提高。对循环 3 次后
            洗脱液收集混合后在旋转蒸发器内蒸发浓缩去掉大                             的 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3）催化剂进行收集，
            部分乙醇后，测定浓缩液的浓度，计算得到洗脱的                             与未反应样品的 XRD 图谱进行比对，结果见图 8。
            BPA 小于初始加入量的 0.1%，说明黑暗条件下                          从图 8 中观察到，其他峰型并无明显变化，但是循
            WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3）复合催化剂表面吸附的              环 3 次后催化剂的 XRD 图中有 Ag 单质的衍射峰出
            BPA 在后续的光照条件下基本被降解。                                现，表明光降解的实验过程中仍存在催化剂表面部
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