基于水滑石的Zn-Cr-Cu復合金屬氧化物的制備及其對羅丹明B的光催化降解性能

孟 躍 夏盛杰 薛繼龍 倪生良 倪哲明

(1湖州師范學院生命科學學院，湖州 313000)

(2浙江工業大學化學工程學院，杭州 310014)

0 引 言

水滑石(Layered double hydroxides，簡寫為LDHs)是一類陰離子型黏土，具有層狀結構。其化學結構通式為[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O，M2+和 M3+為層板上的可變換的二價和三價金屬陽離子，An-是層間陰離子，不同的客體陰離子可與An-發生交換進入水滑石層間[1-3]。研究表明，通過對水滑石層板陽離子和層間陰離子的改性可以有效的改善其層狀結構而使其性能得到相應的變化[4-10]。金屬有機配合物插層水滑石是近幾年出現的一類新型功能材料[11-13]，本課題組也進行了一些研究[14-15]。如以此類水滑石作為前驅體經高溫焙燒后可形成復合金屬氧化物，與其他含有相似成分的材料相比，將具有更高的穩定性、更高的金屬含量以及更均勻的活性組分分布，是一種潛在的高效光催化材料[16]。

羅丹明B(RhB)是一種偶氮染料，毒性大、難降解，屬于典型的陽離子型，因此具有表面吸附和層間吸附陰離子的雙重效應的水滑石無法通過吸附的方式對其進行處理。而光催化技術可以克服水滑石難處理陽離子型污染物的問題，并且具有效率高、降解徹底和避免二次污染等優勢[17]。目前以此類相關材料光催化降解RhB已經有了一定的研究。倪等[18]則以3 g·L-1CuMgAl-LDHs為光催化劑降解5 mg·L-1的 RhB 溶液，降解率為 50%左右；Xu等[19]研究發現 Co-酞菁-MgAl-LDHs(0.5 g·L-1)/30%H2O2(1.5 mL)體系在常溫下對5 mg·L-1的RhB溶液的光降解率為70%。可見，這些方法對RhB降解效率的提升并不非常理想。本課題組在前期的工作中，通過離子交換法將金屬鈦有機配合物引入水滑石層間，再經高溫焙燒后得到尺寸小而均勻、結構穩定、光催化性能優異的復合金屬氧化物[20-21]。……