Page 135 - 《精细化工》2023年第5期

第 40 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.40, No.5
20 23 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2023

催化与分离提纯技术
聚乙烯亚胺修饰坡缕石/CaIn S 复合材料
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光催化降解甲基橙

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文 娜 ，胡美凤 ，李德丽 ，常 玥 1,2,3* ，查 飞
（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：以聚乙烯亚胺（PEI）修饰的坡缕石（PGS）〔记为 PGS(PEI)〕、CaIn 2 S 4 前驱体为原料，一锅水热法制备
了 PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 复合材料，通过 XRD、SEM、N 2 吸附-脱附、UV-Vis DRS 及 PL 表征了复合材料的物化性
能，阐述了该复合材料的生长机制，测试了 PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 复合材料光催化降解多种染料的可行性。结果表
明，PGS(PEI)镶嵌在纳米花 CaIn 2 S 4 的内部，PGS(PEI)质量分数为 60%的 PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 复合材料〔记为 60%
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PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 〕的比表面积、孔容、孔径分别为 138.59 m /g、0.49 cm /g、14.21 nm。PGS(PEI)与 CaIn 2 S 4 之
间的内置电场及 PEI 对光生电子的迁移提高了 PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 光生载流子的分离率，可见光照射下 60%
–
PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 对甲基橙的光催化降解活性高于 CaIn 2 S 4 ，光照 60 min，对甲基橙的降解率为 96.9%，•O 2 为光
降解反应中的主要活性基团。
关键词：聚乙烯亚胺；坡缕石；CaIn 2 S 4 ；复合材料；光催化降解；甲基橙
中图分类号：O644.1；X703；O646.36 文献标识码：A
文章编号：1003-5214 (2023) 05-1055-10 开放科学 (资源服务) 标识码 (OSID)：

Photocatalytic degradation of Methyl Orange by polyethyleneimine

modified palygorskite/CaIn 2S 4 composites

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WEN Na , HU Meifeng , LI Deli , CHANG Yue 1,2,3* , ZHA Fei
（1. College of Chemistry & Chemical Engineering, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, Gansu, China; 2. Key
Laboratory of Polymer Materials of Ministry of Education of Ecological Environment, Lanzhou 730070, Gansu, China; 3.
Key Laboratory of Polymer Materials of Gansu Province, Lanzhou 730070, Gansu, China）
Abstract: PGS(PEI)/CaIn 2S 4 composites were synthesized from one-pot hydrothermal reaction of
polyethyleneimine (PEI) modified palygorskite [named as PGS(PEI)] and CaIn 2S 4 precursor, and
characterized by XRD, SEM, N 2 adsorption-desorption, UV-Vis DRS and PL for physicochemical property
analysis. The growth mechanism of the composites obtained was then described, followed by evaluation on
photocatalytic degradation of various dyes. The results showed that PGS(PEI)/CaIn 2S 4 displayed a

morphology of PGS(PEI) embedded in nano flower CaIn 2S 4. The 60% PGS(PEI)/CaIn 2S 4
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[PGS(PEI)/CaIn 2S 4 with a PGS(PEI) mass fraction of 60%] exhibited a specific surface area of 138.59 m /g,
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a pore volume 0.49 cm /g and pore diameter of 14.21 nm, respectively. The built-in electric field between
PGS(PEI) and CaIn 2S 4 and the photoelectron transformation by PEI led to enhancement of photogenerated
carrier separation rate. Under visible light irradiation, 60% PGS(PEI)/CaIn 2S 4 showed 96.9% degradation
rate for Methyl Orange in 60 min, indicating higher photocatalytic activity in comparison to CaIn 2S 4. The
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superoxide free radicals (•O 2 ) played an important role in the photodegradation process.
Key words: polyethyleneimine; palygorskite; CaIn 2S 4; composites; photocatalytic degradation; Methyl
Orange

收稿日期：2022-07-29; 定用日期：2022-11-07; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220708
基金项目：国家自然科学基金（21865031）
作者简介：文 娜（1999—），女，硕士生，E-mail：1579950711@qq.com。联系人：常 玥（1970—），女，教授，E-mail：cy1126@nwnu.edu.cn。