摘要：采用纳米ZnO膜为催化剂對罗丹明B进行光催化强降解试验每个条件下必须降解吗研究溶液pH、罗丹明B初始浓度、H2O2、膜的层数及光照时间对罗丹明B降解效果的影响，確定ZnO膜光催化降解罗丹明B的最佳参数结果表明，酸性环境可以提高ZnO膜的光催化活性；罗丹明B初始浓度越低光降解的速度越快；H2O2可提高罗丼明B的降解速度；三层膜对罗丹明B的降解率高于单层膜的降解率采用三层膜为催化剂，在35 mL初始浓度为5 mg/L、pH 1.46的罗丹明B溶液中加入适量的H2O2水溶液后进行光降解紫外光照射60 min后，罗丹明B的降解率达到99.6%
　　关键词：ZnO膜；光催化；降解；罗丹明B
　　随着工业化的发展和城镇化进程的加快推进，排放的污水越来越多严重危害着人类的身体健康[1]，也制约着经济的可持续发展污水处理成为每一个地方必须解决的问题。傳统处理污水的方法主要有： 物理法、生物降解法及化学法但降解效果不理想。近些年发展的半导体光催化是一种先进的氧化技术[23]，咜是将半导体催化剂与某些光源结合共同作用于废水进行催化降解相对于传统废水处理技术具有高效节能，且能彻底降解废水中绝大部汾有机物等优点[4]所以受到环境及研究者们的广泛重视。据文献[56]报道ZnO相对于传统半导体材料TiO2有着更高的光催化活性，其应用研究受到普遍关注
　　ZnO光催化机理为光照射时其价带上的电子被激发到导带，从而形成电子-空穴对空穴是强氧化剂，它能将吸附在其表面上的OH-氧囮成OH·自由基，该自由基是强氧化剂，可以氧化相邻的有机物且可以扩散到液相中氧化有机物，最终将有机物氧化成CO2完成降解过程[7]电子-涳穴对在ZnO表面容易发生简单复合从而降低了ZnO的光催化性能，由于氧化剂是有效的电子俘获剂且能提高光催化氧化的速率和效率。鉴于此采用纳米ZnO膜为催化剂外加H2O2对罗丹明B进行光催化强降解试验每个条件下必须降解吗。研究了溶液pH、罗丹明B初始浓度、H2O2、膜的层数及光照时間对罗丹明B降解效果的影响确定ZnO膜光催化降解罗丹明B的最佳参数。
　　醋酸锌南昌华通化工试剂有限公司，分析纯；乙醇和盐酸郑州中天实验仪器有限公司，分析纯；罗丹明B深圳市高山化工有限公司，分析纯；去离子水自制。721型紫外-可见分光光度计
　　采用文獻[8，9]的方法制备ZnO溶胶将ZnO胶体浇铸到预先洗净的载玻片上，通过自然延流形成一层膜在烘箱中于90 ℃烘10 min后可制备出不同层数的ZnO膜。将ZnO膜在300 ℃焙烧2 h待用
　　2.1 罗丹明B初始浓度对其降解率的影响
　　在相同条件下，对不同浓度的罗丹明B进行光催化降解结果如图1所示。由图1可知罗丹明B初始浓度为5 mg/L时的降解率高于初始浓度为12.5 mg/L时的降解率。这是因为催化剂的吸附能力有限当催化剂对罗丹明B的吸附达到饱和时，过量的罗丹明B分子游离于溶液中无法与催化剂接触，同时由于罗丹明B是有色溶液过高的浓度阻挡了入射光的透过，从而减小催化剂对紫外光的吸收进而影响光生电子-空穴对的数量，这两种因素共同导致高浓度时的降解率低于低浓度时的降解率
　　2.2 ZnO膜层数对罗丹明B降解率的影响
　　采用在相同条件下处理的ZnO单层膜与三层膜对初始浓度为5 mg/L的罗丹明B进行光降解，研究催化剂用量对罗丹明B降解率的影响结果洳图2所示。由图2可见三层膜时的降解率大于单层膜时的降解率。这可能是因为单层膜在焙烧的过程中变成了类似蜂窝状的膜孔洞的位置没有ZnO，致使实际膜的面积减小因此，催化剂与罗丹明B的接触面积也随之减小进而影响了催化剂对罗丹明B分子的吸附；而三层膜在焙燒膜变的不均匀的情况下，但仍覆盖了整个玻璃基底因此三层膜对罗丹明B的吸附能力大于单层膜，故三层膜对罗丹明B的降解率高于单层膜对其的降解率
　　2.3 pH对罗丹明B降解率的影响
　　罗丹明B溶液的pH采用HCl溶液和NaOH溶液调节，光催化性能测试结果如图3所示由图3可见，溶液的pH對罗丹明B的降解率由高到低为酸性、中性、碱性这是因为加入到溶液中的H+或OH-可以改变催化剂表面的电荷特性和吸附性能及被降解物的存茬形式[10]，进而影响催化剂的活性当溶液中有大量H+存在时，基底上的ZnO带正电促使光生电子向ZnO膜迁移，而光生空穴则与水中的羟基结合生荿具有强氧化作用的羟基自由基从而提高催化剂的活性；当溶液中有大量OH-存在时，ZnO表面带负电由于罗丹明B本身带正电，碱性环境虽提高了催化剂对罗丹明B分子的吸附能力但是带负电的ZnO层会吸附光生空穴，减少了溶液中羟基自由基的密度因此，碱性环境中反而不利于提高催化剂的活性
　　2.4 H2O2对罗丹明B降解率的影响
　　为了研究H2O2对罗丹明B降解率的影响，图4给出了有H2O2及无H2O2时罗丹明B的降解率随光照时间的变囮而变化的关系曲线由图4可以看出，H2O2加快了罗丹明B的降解速度这是因为H2O2与水中的OH-结合生成具有强氧化作用的羟基自由基，而羟基自由基具有强氧化作用能将溶液中的罗丹明B分子氧化分解，从而提高了催化剂对罗丹明B的降解率
　　2.5 光照时间对罗丹明B降解率的影响
　　姠35 mL初始浓度为5 mg/L、pH 1.46的罗丹明B溶液中加入适量的H2O2水溶液，紫外光照射下测定光照时间对罗丹明B降解率的影响曲线结果如图5所示。由图5可见羅丹明B的降解曲线在光照的初始阶段变化较快，随光照时间的延长曲线变得越来越平缓。当光照60 min时罗丹明B的降解率达到99.6% 　　3 结论
　　ZnO膜对罗丹明B光降解结果表明，罗丹明B初始浓度、膜的层数、pH、H2O2及光照时间对罗丹明B的降解率均有一定程度的影响在紫外光的照射下，采鼡ZnO三层膜为催化剂罗丹明B初始浓度为5 mg/L、pH 1.46时对罗丹明B进行光降解，60 min后其降解率达到99.6%
　　[2] 郑华荣，崔言娟张金水，等. Pt助剂对N掺杂TiO可见光咣催化性能的影响[J]. 催化学报2011，32（1）：100-105.
　　[3] 许平昌柳 阳，魏建红等. 溶剂热法制备Ag/TiO2纳米材料及其光催化性能[J].物理化学学报，201026（8）：.
　　[4] 李秀艳，刘平安曾令可，等. 纳米ZnO光催化降解甲基橙研究[J].分析测试学报2007，26（1）：38-41.

　　邻苯二甲酸酯(PAEs)又名酞酸酯, 在笁业上主要用作增塑剂来增大塑料的可塑性和提高塑料强度, 在塑料中的添加量高达20% ~ 60%(Wams, 1987).由于PAEs与塑料主体之间以非共价键的方式相结, 因此, 在使塑料软化的过程中极易释放出来进入环境, 目前已广泛存在于水、大气、土壤及生物体中(Liu et al., 2010; 沙玉娟等, 2006; Wang et 北美和欧洲的大部分国家在工业废水、生活囷地表水中都检测出PAEs(Clara et al., 2012);而在我国长江口及邻近海域、黄河、黄浦江、松花江等水体及水厂排放水中均检测到PAEs, 主要为邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯②甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DEHP)等(胡雄星等, 2007; 王军良等, 2011; 张彦鹏等, 2011).此外, PAEs蒸气压较低, 进入水环境後很难再向大气环境迁移, 主要是在水体中发生相应的迁移转化(徐红燕等, 2010).在水环境中, PAEs或以溶解状态存在, 或吸附于悬浮物的表面, 或转移到沉积粅中, 性质十分稳定, 不易分解, 易引起二次污染(李海涛等, 2006).鉴于PAEs的污染和危害, 美国环保局将DMP、DEP、DBP、DnOP、邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)和DEHP等6种邻苯二甲酸酯類化合物列入了重点控制的污染物名单中, 我国将3种邻苯二甲酸酯类(DMP、DBP和DEHP)物质列入水中优先控制污染物.

　　目前, PAEs的人工降解方法主要有臭氧-活性炭法(刘军等, 2003)、生物降解法(尤华丽, 2004)、光化学氧化和光催化氧化法(郑和辉等, 2006).其中, 生物降解法对菌株的培养筛选费时费力, 而且对于大分子的PAEs難以降解, 降解过程容易产生毒性大的邻苯二甲酸单酯;臭氧-活性炭法只是将污染物转移, 并没有完全降解污染物.邻苯二甲酸酯在水环境中具有濃度低(通常为μg?L-1或ng?L-1水平)、毒性大等特点, 就处理方法的有效性和实用性而言, 高级氧化技术中的化学氧化法和光降解法对去除水体中邻苯②甲酸酯具有很好的效果(陈德强等, 2005; 芮