Page 137 - 《精细化工》2023年第5期

第 5 期 文 娜，等: 聚乙烯亚胺修饰坡缕石/CaIn 2 S 4 复合材料光催化降解甲基橙 ·1057·

在 80 mL 去离子水中加入 0.300 g 提纯 PGS 和 （或吸附率）按式（1）计算：
1 mL 质量浓度为 10 g/L PEI 水溶液，搅拌 0.5 h 后，  – 
D/%= 0 t  100 （1）
加入 0.222 g CaCl 2 ，继续搅拌 0.5 h，加入 0.742 g  0
InCl 3 及 0.600 g TAA，再搅拌 0.5 h 后转入 200 mL 式中：D 为降解率（或吸附率），%；ρ 0 、ρ t 分别为
水热反应釜中，120 ℃水热反应 24 h，冷却至室温， 染料溶液的初始质量浓度、光照一定时间后的平衡
离心，收集橙色沉淀物，依次用去离子水、无水乙 质量浓度，mg/L。
醇洗涤多次，60 ℃下干燥12 h，得到PGS(PEI)/CaIn 2 S 4
复合材料，记为 30% PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 ，其中，30% 2 结果与讨论
为 PGS(PEI)的质量分数，下同。固定上述 CaCl 2 、
2.1 材料表征
InCl 3 及 TAA 质量，按此方法分别制备了 PGS(PEI)
2.1.1 XRD 分析
质量分数为 40%、50%、60%、70%、80%的 PGS(PEI)/
图 1 为 PGS(PEI)、CaIn 2 S 4 及 60% PGS(PEI)/
CaIn 2 S 4 复合材料，依次记为 40% PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 、 CaIn 2 S 4 的 XRD 谱图。
50% PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 、60% PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 、70%
PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 、80% PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 。
另外，不加 PEI 用上述方法制备了 PGS 质量分
数为 30%的 PGS/CaIn 2 S 4 复合材料，记为 30% PGS/
CaIn 2 S 4 ，不加 PEI 修饰的 PGS 制备了 CaIn 2 S 4 以及
只加入 PEI 修饰 PGS，记为 PGS(PEI)。
1.3 结构表征与性能测试
XRD 测试：辐射源为 Cu K α ，管电压 40 kV，
管电流 40 mA，扫描范围为 5°~75°，扫描速率为
5 (°)/min。SEM 测试：工作电压 5 kV，对样品进行

喷金处 理。 N 2 吸附 - 脱 附测试 ：采 用 BET 和 图 1 PGS(PEI)、CaIn 2 S 4 、60% PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 的 XRD
Barrett-Joyner-Halenda（BJH）法计算样品的比表面 谱图
积和孔径分布，脱气温度为 100 ℃，脱气时间 8 h。 Fig. 1 XRD patterns of PGS(PEI), CaIn 2 S 4 and 60% PGS(PEI)/
CaIn 2 S 4
紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）光谱测试：波长范
围 200~800 nm。光致发光（PL）测试：以氙灯为激发 由图 1 可以发现，位于 2θ=23.24°、27.57°、
光源，激发波长为 545 nm。电化学测试：采用电化学 33.22°、43.77°、47.92°、56.39°、59.59°、66.75°、
分析仪-工作站，标准三电极，电解质溶液为 1.0 mol/L 69.96°处的衍射峰分别归属于 CaIn 2 S 4 的(220)、
KOH 水溶液。 (311)、(400)、(511)、(440)、(622)、(444)、(731)、
1.4 光催化实验 (800)晶面，与 CaIn 2 S 4 的标准卡片（JCPDS No.
[7]
将 20 mg 30% PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 或 40% 31-0272）一致 ，为立方晶系 Fd3m 空间群。而
PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 或 50% PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 或 60% PGS(PEI)位于 2θ=8.36°、13.63°、16.26°、19.66°、
PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 或 70% PGS(PEI)/CaIn 2S 4 或 80% 20.59°、21.16°、26.51°、34.81°处的衍射峰分别对应
PGS(PEI)/CaIn 2S 4 或 CaIn 2S 4 或 30% PGS/CaIn 2S 4 加入 PGS 三斜晶系结构的(110)、(200)、(130)、(040)、(121)、
到 30 mL 质量浓度为 20 mg/L 的染料（MO 标准工作 (310)、(231)、(102)晶面（JCPDS No. 31-0783） [20] ，
2
曲线为 Y=0.03024ρ+0.01006，R =0.9993；MG 为 Y= 表明 PGS(PEI)晶体结构没有发生变化。CaIn 2 S 4 在
2
0.10495ρ+0.02653，R =0.9992；AF 为 Y=0.02595ρ– PGS(PEI)表面原位生长，仍保持原有晶系，所以，
2
0.00582，R =0.9992；CV 为 Y=0.17035ρ–0.04315， 在 60% PGS(PEI)/CaIn 2 S 4 的 XRD 谱图中可同时
2
2
R =0.9981；RhB 为 Y=0.19891ρ–0.03516，R =0.9993； 观察到二者的特征衍射峰，由于 CaIn 2 S 4 质量分数
2
MB 为 Y=0.07168ρ–0.00563，R =0.9982；式中：Y 较低，所以其在 2θ=43.77°、59.59°处的衍射峰强度
为吸光度；ρ 为溶液的质量浓度，mg/L）溶液中， 较低。
避光搅拌 30 min 后，用 300 W 氙灯在与待降解溶液 2.1.2 SEM 分析
2
距离 30 cm 处光照（辐照强度为 735 W/m ），不同 图 2 为 PGS(PEI)、60% PGS(PEI)/CaIn 2S 4、CaIn 2S 4
光照时间下，取样 5 mL，离心后取上层清液用紫外- 的 SEM 图。由图 2 可知，PGS(PEI)仍保持 PGS 针
可见分光光度计测定染料溶液的质量浓度，降解率 状结构 [20] （图 2a），水热法制备的 CaIn 2 S 4 是由纳米