Page 30 - 《精细化工》2023年第6期

·1180· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

直接接触，暴露表面较大，活性物种利用率增加， 电位、良好的电子迁移率和无毒性，所以其在金属
这是催化效率高于液相的主要原因。因此，对非均 氧化物光催化剂中脱颖而出 [35,45-46] 。此外，ZnO 合
相的研究可通过增加微塑料颗粒与催化剂的有效接 成方便，还可通过低温水热生长法调控其形貌，更
触面积来提高降解效率。 便于实际应用 [33] 。TOFA 等 [35] 合成了不同长度的纳
米棒状的 ZnO-NRs 催化剂，其在可见光下降解低密
度聚乙烯（LDPE）反应进行 175 h 后，LDPE 表面
出现大量的裂纹和空腔并且变脆（图 6a、b），且
纳米棒越长催化效果越好。FTIR 图谱表明，反应过
程中生成了新的小分子化合物，羰基和乙烯基的存
在证实了 LDPE 膜的降解（图 6c），反应最终生成
挥发性有机化合物（如乙烷和甲醛）而终止。

表 1 近年来 TiO 2 光催化剂对 MPs 去除的研究
Table 1 Recent studies on the removal of MPs by TiO 2
photocatalysts
禁带宽 微塑料种 反应 时间 降解效 参考
催化剂
度/eV 类及粒径 条件 /h 率/% 文献
TiO 2 P25 — PE：100~150 μm 254 nm 4 56.0 [43]
UV
TiO 2/B 3.46 PS-NPs UV 50 15.0 [42]
TiO 2/T 3.21 19.7
23.5
TiO 2/M 3.11
TiO 2 — PA66：10 μm 365 nm 106 26.0 [44]
powder UV-A
254 nm 48 97.0
UV-C
— 254 nm 12 44.6 [34]
TiO 2 PS：5 μm
UV
注：“—”表示无数据。下同。

TBA 为三正丁胺；EDTA 为乙二胺四乙酸
图 5 固相与液相中 PS 降解直径变化（a）和降解效率（b）；
活性物种分析（c） [34]
Fig. 5 Degradation diameters of PS in solid and liquid
phases (a) and PS degradation efficiency (b);
Active species analysis (c) [34]

TiO 2 作为一种成熟的催化剂实现了多种类微塑
料的降解，表 1 为近年来 TiO 2 单组分光催化剂对
MPs 去除的研究。结果表明，大的比表面积和较窄
的禁带宽度有利于提高光催化效率，而由于 TiO 2 半

导体自身的限制使得催化作用只能局限在紫外光区
域。为了拓宽光催化降解的应用范围，对新型催化 图 6 LDPE（a）、ZnO 光催化 LDPE 175 h 后（b）的显
剂的探究和 TiO 2 改性研究持续展开。 微图；ZnO 光催化 LDPE 的 FTIR 谱图（c） [35]
3.1.2 ZnO 催化剂 Fig. 6 Microscopic images of LDPE (a), photo-irradiated
LDPE with nanorods ZnO for 175 h (b); FTIR spectra
因 ZnO 具有优异的光学性能、较高的氧化还原 of LDPE photocatalyzed by nanorods ZnO (c) [35]