Page 99 - 《精细化工》2023年第11期

第 11 期 陈 晨，等: 钴酞菁修饰两亲性 Janus 颗粒用于乳液界面光催化染料降解 ·2411·

催化 RhB 的降解效果极大提高，降解率达到 84.2%， 证催化剂具有较好的水油乳化能力，又能保证催化
相比之下，物理吸附得到的 CoPc/SiO 2 @PDVB55 催 剂与底物充分结合，同时还能避免催化剂用量过多
化剂对 RhB 降解能力很差，90 min 时，降解率只有 导致浪费。
4.2%，原因可能为 SiO 2 @PDVB55 Janus 颗粒对 CoPc
催化剂吸附能力较差，导致极少 CoPc 被负载于
SiO 2 @PDVB55 Janus 颗粒上。
2.4.3 通风和光照对 RhB 降解率的影响
为了探究 CoPc-SiO 2 @PDVB55 Janus 催化剂
的催化条件，在 CoPc-SiO 2 @PDVB55 Janus 催化剂质
量浓度为 1000 mg/L、RhB 质量浓度为 20 mg/L 的条件
下，设计了通风和光照的对比实验，结果如图 13 所示。

图 14 催化剂质量浓度对 RhB 降解率的影响
Fig. 14 Effect of catalyst mass concentration on degradation
rate of RhB

2.4.5 不同染料初始质量浓度对 RhB 降解率的影响
在 CoPc-SiO 2 @PDVB55 Janus 催化剂质量浓度
为 1000 mg/L 条件下，探究了 RhB 不同初始质量浓
度（10、20、30、40 和 50 mg/L）对其降解率的影
响，结果如图 15 所示。

图 13 通风和光照对 RhB 降解率的影响
Fig. 13 Effect of ventilation and light irradiation on degradation
rate of RhB

由图 13 可知，在黑暗条件下，无论是密闭还是
通风，90 min 时，RhB 的降解率都<10%，说明光照
是光催化 RhB 降解的必要条件；在密闭光照条件下，
90 min 时，RhB 的降解率只提高至 29%左右，原因
是密闭体系中缺少 O 2 参与降解反应。在通风和光照
条件下，RhB 的降解率达到 71.5%。结果表明，RhB
质量浓度的降低是由于光催化的化学反应作用而不

仅是颗粒表面的物理吸附。 图 15 RhB 不同初始质量浓度对其降解率的影响
2.4.4 催化剂质量浓度对 RhB 降解率的影响 Fig. 15 Effect of different initial mass concentration of RhB
on its degradation rate
探究了不同 CoPc-SiO 2 @PDVB55 Janus 催化剂
质量浓度（分别为 200、600、1000、1400 和 2000 mg/L） 由图 15 可知，RhB 初始质量浓度为 10 mg/L 时，
对质量浓度为 20 mg/L RhB 降解率的影响，结果如 RhB 降解速率很快，15 min 时 RhB 降解率达了
图 14 所示。 60.0%，RhB 最终降解率为 89.1%；当 RhB 初始质量
由图 14 可知，随着催化剂质量浓度的增加， 浓度为 20 mg/L 时，RhB 最终降解率为 85.2%；当
RhB 降解率大体上逐渐增加。当催化剂质量浓度为 RhB 初始质量浓度为 40 和 50 mg/L 时，90 min 时
200 和 600 mg/L 时，90 min 时，RhB 的降解率为 RhB 降解率稳定在 70%左右。随着 RhB 初始质量浓
32.1%和 52.1%。此时催化剂用量较少，不足以完全 度的增加，催化速率明显降低，RhB 降解率也随之
乳化水包油乳液且催化剂与底物未完全结合；继续 降低，这可能是因为 RhB 质量浓度太高，催化剂性
增加催化剂质量浓度至 1000、1400 和 2000 mg/L 时， 能达到极限，也可能是 RhB 本身有颜色，质量浓度
90 min 时，RhB 的降解率增至 84.2%、84.8%和 过高时会减弱光的透过，照射到溶液内部的光较少，
85.6%，此时催化剂质量浓度增多，对 RhB 降解率 从而降低了光催化效率。当 RhB 初始质量浓度过低
的提高效果变小，这是因为，催化剂对水包油乳液 时，虽然降解速率很快，但会造成催化剂和时间的
乳化能力和与染料底物结合能力趋于饱和。因此， 浪费。实际应用中选择初始质量浓度为 20 mg/L 的
将催化剂质量浓度控制在 1000 mg/L，这样既能保 RhB 进行接下来的实验。