聚苯胺表面杂化氧化锌纳米片对水溶液中六价铬离子的高效稳定光催化还原

摘要： 通过一种简单的两步法制备了ZnO/PNAI纳米复合材料：首先采用无表面活性剂/模板的低温（80°C）溶液法合成了由纳米片组装的分级花状ZnO，随后在ZnO纳米片上进行了苯胺的原位聚合。利用XRD、拉曼光谱、TG-DSC、UV-vis-DRS、PL、XPS、SEM、TEM和N2吸附-脱附分析对合成的纳米复合材料进行了表征。与原始ZnO及其他已报道的半导体/PANI材料相比，这种协同作用的ZnO/PNAI纳米复合材料在将有毒Cr(VI)还原为无害Cr(III)方面表现出高效且稳定的光催化活性。研究了溶液pH值、初始Cr(VI)浓度及有机牺牲剂的添加等因素对Cr(VI)去除效率的影响。发现Cr(VI)去除效果强烈依赖于pH值，ZnO/PANI复合催化剂的最佳pH范围为4-7。Langmuir-Hinshelwood动力学研究表明，与吸附平衡相比，表面光反应是速率决定步骤。EDTA和柠檬酸等有机添加剂可提升光催化效率，而EDTA/HCl溶液能有效恢复ZnO/PANI催化剂的光还原能力。此外，还测试了光催化剂的重复使用性以评估其实用性。