高云莉 王琛 冯伟忠 赵甜甜 李康乐

摘 要：为探究不同形貌Cu2O/PAN纳米纤维膜对降解染料污染水中的有机染料的效率，以亚甲基蓝（MB）为模型污染物，采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见吸收光谱（UV-vis）等表征方法，评价了不同形貌Cu2O/PAN纳米纤维膜在可见光下对MB光催化脱色性能的影响。结果表明：在室温、pH值5.6、初始染料用量30 mL（15 mg/L）、催化剂量0.05 g时，500 W氙灯照射120 min后，十二面体Cu2O/PAN纳米纤维膜对MB的脱色率最高，可达94.75%;复合膜重复使用5次后，可见光照射120 min降解率仍保持在85%，表明复合纳米纤维膜具有可重复性。研究结果表明：形貌不同的Cu2O/PAN纳米纤维膜的光催化效果不同;该纳米纤维膜的可重复性高，可高效率降解有机污染物。

关键词：水处理;有机染料;Cu2O/PAN纳米纤维膜;可重复性

中图分类号：TN304;O643.36;O644.1  文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2021）03-0001-07

Abstract： In order to explore the efficiency of Cu2O/PAN nanofiber membranes with different morphologies on the degradation of organic dyes in polluted water， methylene blue （MB） was used as a model pollutant， and XRD， SEM， UV-vis and other characterization methods were applied to evaluate the effect of Cu2O/PAN nanofiber membranes with different morphologies on MB photocatalytic decolorization performance under visible light. The results showed that the decolorization rate of dodecahedral Cu2O/PAN nanofiber membrane for MB was the highest， reaching 94.75% after irradiation for 120 min with 500 W xenon lamp under the following conditions： room temperature， pH 5.6， initial dye 30 mL （15 mg/L）， catalyst dosage 0.05 g. After repeated use of the composite membrane for 5 times， the degradation rate remained at 85% after visible light irradiation for 120 min， indicating the reproducibility of the composite nanofiber membrane. The results show that the photocatalytic effect of Cu2O/PAN nanofiber membranes with different morphologies is different. The nanofiber membranes have high repeatability and can efficiently degrade organic pollutants.

Key words： water treatment; organic dye; Cu2O/PAN nanofiber membrane; repeatability

近年来，太阳能作为一种清洁可再生能源在光催化过程中的直接利用引起了人们的极大兴趣[1-2]，其中可见光约占太阳能的43%，半导体光催化已被证明是一种有效的高级氧化技术用于降解無机和有机污染物[3-6]，因此，研究获得高效的可见光光催化剂具有重要意义。氧化亚铜（Cu2O）因其窄禁带、低毒性和低生产成本而作为一种有前途的可见光半导体光催化剂受到广泛关注[7-11]，Cu2O的形貌差异对光催化影响非常之大[12]，但纯Cu2O的光催化活性相对较低，因为光生电子和空穴之间容易复合、聚集或被氧化[13-15]，且粉末光催化剂不容易回收。目前已有研究尝试增强Cu2O催化剂的可见光光催化活性，包括贵金属沉积并向Cu2O中添加半导体或共吸附剂[16]、负载纤维膜可重复回收使用[17-18]。……