吳振玉 李奉杰 李 村 朱維菊 方 敏

(安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，合肥 230601)

0 引 言

近年來(lái)，隨著環(huán)境污染的加劇，控制污染、保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展是人們的共同愿望。半導(dǎo)體光催化成為污染控制化學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，是一種具有廣闊應(yīng)用背景的綠色環(huán)境治理技術(shù)，其中光催化降解是指半導(dǎo)體光催化劑在光照條件下可以產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的OH·自由基氧化分解各種有機(jī)污染物。一些具有光催化活性的半導(dǎo)體氧化物，如TiO2、ZnO等[1-2]，成為研究最多應(yīng)用最廣的催化材料。納米ZnO由于較低的成本，簡(jiǎn)便的合成方法，且與TiO2具有類似的帶隙結(jié)構(gòu)而備受關(guān)注[3-11]。其中一些研究結(jié)果表明，棒狀納米ZnO甚至表現(xiàn)出比TiO2更高的光催化效率[1-2]；Xie等也發(fā)現(xiàn)制備方法和形態(tài)對(duì)納米ZnO的光催化性能影響較大[12]；Gou等發(fā)現(xiàn)ZnO納米棒陣列展現(xiàn)出優(yōu)越的光催化降解有機(jī)染料的能力，花狀納米ZnO次之，顆粒狀納米ZnO相比較差[13]。這些結(jié)果說(shuō)明納米ZnO的形貌、尺寸和納米結(jié)構(gòu)等因素都會(huì)影響半導(dǎo)體的光催化效率。

納米ZnO作為一種常用的半導(dǎo)體光催化劑使用中還存在一些不足，如易于受到光腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性不高。此外純納米ZnO對(duì)太陽(yáng)光的主要吸收波長(zhǎng)范圍在紫外區(qū)，且光生載流子的復(fù)合率較高，其光催化效率不是很高。所以提高ZnO光催化劑的穩(wěn)定性和光催化活性成為研究熱點(diǎn)。目前常用的方法就是對(duì)ZnO半導(dǎo)體光催化劑進(jìn)行摻雜或復(fù)合[7-8,11,14-16]，一般認(rèn)為摻雜或復(fù)合有利于形成更多的氧空穴[14-15]，或者可以加快光生電子和空穴的分離，抑制載流子復(fù)合[11,16]，從而提高光催化材料的光催化效率。

聚苯胺具有特殊的質(zhì)子摻雜性、良好的氧化還原性和環(huán)境穩(wěn)定性以及較高的摻雜電導(dǎo)率,易于大量生產(chǎn)和成本相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)[3]。將制備成本相對(duì)較低的半導(dǎo)體材料納米ZnO與制備成本相對(duì)低廉的聚苯胺復(fù)合，可以提高ZnO的光腐蝕保護(hù)能力及穩(wěn)定性[17-18]，改善ZnO的電學(xué)性質(zhì)、介電性能、光學(xué)性質(zhì)等[19-25]。

在ZnO-PANI復(fù)合材料的研究中，光催化性質(zhì)的研究相對(duì)較少，而且已有的研究中，還存在一定的不足?，F(xiàn)在已經(jīng)報(bào)道的ZnO/PANI復(fù)合物一般是采用與PANI共混[17]或者直接采用苯胺在ZnO表面聚合[3,18,26-27]，可能由于聚合物與納米ZnO的界面之間結(jié)合作用不強(qiáng)，已報(bào)道的ZnO-PANI復(fù)合材料的催化效率不是很高。為改善PANI/ZnO復(fù)合材料的光催化性能，在課題組前期納米ZnO制備研究的基礎(chǔ)上[28]，通過(guò)簡(jiǎn)單易控的方法合成了幾種不同形貌的納米ZnO，使用KH-42以回流法對(duì)其表面進(jìn)行改性，然后經(jīng)由皮克林乳液聚合法，制備出納米ZnO-聚苯胺復(fù)合材料，提高了納米ZnO的光催化降解性能，得到了在紫外光和可見(jiàn)光中均有良好催化效率的納米復(fù)合材料光催化劑。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

二水合醋酸鋅(分析純，國(guó)藥試劑)，氯化鋅(分析純，國(guó)藥試劑)，氫氧化鈉(分析純，國(guó)藥試劑)，無(wú)水乙醇(分析純，國(guó)藥試劑)，超純凈水(艾科浦純水器制備，重慶頤洋)。硅烷偶聯(lián)劑KH-42(分析純，江蘇金壇市硅烷偶聯(lián)劑廠)，過(guò)硫酸銨(分析純，國(guó)藥試劑)，二甲苯(分析純，國(guó)藥試劑)，甲苯(分析純，國(guó)藥試劑)，苯胺(分析純，國(guó)藥試劑)，醋酸(分析純，國(guó)藥試劑)，亞甲基藍(lán)(MB)(分析純，國(guó)藥試劑)。

XD-3型X射線衍射儀(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)，NEXUS-870型傅里葉紅外光譜儀 (美國(guó)Nicolet Instrument Corporation公司)。 Lamda-900型紫外-可見(jiàn)-近紅外光譜儀(美國(guó)Perkin-Elmar公司)，F(xiàn)-4500熒光光譜儀 (日本日立公司)，S-4800型掃描式電子顯微鏡 (日本日立公司)，JEM-2100高分辨透射電子顯微鏡(日本電子公司)。449F3型同步熱分析儀(德國(guó)耐馳公司)。PLS-SXE300/300UV 型氙燈(北京暢拓科技公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.2.1 納米ZnO的合成

直接液相沉淀法溫控合成顆粒狀和棒狀納米ZnO[28]： 稱 取 4.42 g 的 ZnAc2·2H2O 和 1.60 g 的NaOH，分別溶解在100 mL無(wú)水乙醇溶劑中，磁力攪拌下，將NaOH溶液快速倒入到裝有ZnAc2·2H2O溶液的圓底燒瓶中，反應(yīng)圓底燒瓶上加回流冷凝管，分別在25、80℃下恒溫?cái)嚢?4 h，離心分離，依次用無(wú)水乙醇、去離子水洗滌數(shù)次，室溫真空干燥，分別得到顆粒狀和棒狀納米ZnO。

水熱法控制合成球形花狀納米ZnO：稱取1.36 g ZnCl2，溶解在10 mL去離子水中，加入事先配置好的1 mol·L-1NaOH溶液20 mL，充分混合。將所得的混合液加入帶有50 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的反應(yīng)釜中，再加入5 mL左右的去離子水120℃水熱反應(yīng)12 h，自然冷卻至室溫，將反應(yīng)釜內(nèi)的產(chǎn)物抽濾，依次用去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，80℃真空干燥12 h，得到球形花狀納米ZnO。

1．2．2 ZnO@PANI納米復(fù)合材料的制備

納米ZnO的表面化學(xué)修飾：將0．5 g納米ZnO加入圓底燒瓶中，然后加入0．1 mL的KH-42、10 mL二甲苯、0．5 mL H2O，攪拌均勻，80 ℃回流 3 h，離心分離，依次用去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，80℃真空干燥12 h，得到m-ZnO樣品。

HAc摻雜室溫皮克林乳液法制備納米m-ZnO@PANI復(fù)合材料：m-ZnO@PANI復(fù)合材料的制備參照文獻(xiàn)[29]，具體過(guò)程如下，將0．4 g過(guò)硫酸銨(APS)溶解在 50 mL水中，加入 2 mL 10%HAc，攪拌均勻，得到溶液A。在裝有6 mL甲苯的圓底燒瓶中加入 0．24 mL單體苯胺，攪拌均勻后，加入0．4 g m-ZnO，得到乳液B。室溫下將A溶液滴加到乳液B中，室溫反應(yīng)3 h，抽濾，依次用去離子水和無(wú)水乙醇各洗滌 3次，60℃真空干燥 12 h，得到 m-ZnO@PANI納米復(fù)合材料。

1．2．3 材料的光催化性能實(shí)驗(yàn)

在100 mL濃度為15 mg·L-1的亞甲基藍(lán)溶液中，加入30 mg復(fù)合材料催化劑樣品，避光黑暗攪拌30 min，然后在300 W氙燈照射下進(jìn)行光催化降解，每隔一段時(shí)間取一次樣，離心分離，測(cè)亞甲基藍(lán)溶液在665 nm處的吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線計(jì)算出相應(yīng)的亞甲基藍(lán)濃度。光催化光源分別使用組合濾光片選擇320～780 nm的紫外-可見(jiàn)光和400～780 nm的可見(jiàn)光，所有光催化反應(yīng)均在室溫下進(jìn)行。

脫色率按照下面的公式計(jì)算：脫色率D=(c0-c)/c0×100%。c0為亞甲基藍(lán)溶液的初始濃度，c為光照一段時(shí)間后取出樣品離心所得上清液的濃度。

2 結(jié)果與討論

2.1 材料的表征

2．1．1 納米 ZnO 的表征

圖1為不同制備條件下所得樣品的XRD圖，圖中所有樣品的衍射峰都可以清楚地指標(biāo)化為純的六方相纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO晶面 (PDF No．36-1451)。XRD圖中沒(méi)有出現(xiàn)其它雜質(zhì)的衍射峰，表明在這些條件下制得的產(chǎn)物為純凈的ZnO。在25℃直接沉淀法制備的樣品衍射峰強(qiáng)度較低，峰形有些寬化，表明室溫下ZnO納米晶粒尺寸較小，隨著反應(yīng)溫度的升高，樣品的衍射峰強(qiáng)度逐漸增大，峰形進(jìn)一步銳化，顯示生成ZnO納米晶粒度變大、結(jié)晶度增加。

圖1 不同制備條件下所得納米ZnO的XRD圖Fig．1 XRD patterns of ZnO nanomaterials prepared at different condition

圖2 a和2b所示為直接沉淀法制備納米ZnO時(shí)，在不同反應(yīng)溫度下所得ZnO的SEM圖。從圖中我們可以看到，通過(guò)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度即可控制產(chǎn)物的形貌。室溫下(25℃)得到尺寸較均勻和分散性較好顆粒狀納米ZnO(圖2a)，粒徑約為30 nm；80℃時(shí)，ZnO的形貌已經(jīng)與25℃時(shí)有很大的不同，為分散性和大小都比較均勻的ZnO納米棒 (圖2b)，納米棒的長(zhǎng)度100 nm左右，直徑約40 nm。這表明，溫度對(duì)ZnO棒狀結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)起到了重要的作用，文獻(xiàn)指出氧化鋅各向異性的生長(zhǎng)特性只在一定的溫度下才能明顯地表現(xiàn)出來(lái)[28]。

圖2c和2d是120℃水熱法時(shí)所得樣品的SEM圖，從圖中能夠看出，產(chǎn)物為由片層狀結(jié)構(gòu)聚集的球形花狀ZnO，分散性和大小都比較均勻，片層厚度約20 nm，球體直徑約2．0μm。

以上分析結(jié)果說(shuō)明可以通過(guò)反應(yīng)溫度和制備方法比較容易地控制納米ZnO的形貌，采用直接沉淀法制備的時(shí)候，當(dāng)反應(yīng)溫度為25℃時(shí)，所得產(chǎn)品呈分散度和大小都比較均勻的零維顆粒狀納米ZnO，80℃時(shí)為分散度和大小都比較均勻的一維棒狀納米ZnO。而采用水熱反應(yīng)法制備的時(shí)候，水熱反應(yīng)溫度為120℃時(shí)，得到分散度和大小都比較均勻的球形花狀ZnO，從而實(shí)現(xiàn)了納米ZnO的簡(jiǎn)單易控合成。

2．1．2 m-ZnO@PANI復(fù)合材料的表征

圖2 不同條件下所得納米ZnO的SEM圖Fig.2 SEM images of ZnO prepared at different condition

圖3 不同形貌m-ZnO@PANI復(fù)合材料的XRD圖Fig.3 XRD patterns of the different morphological m-ZnO@PANI nanocomposite

圖3 是不同形貌的改性納米ZnO，與苯胺單體通過(guò)室溫皮克林乳液法制得的復(fù)合材料的XRD圖，所有樣品的較強(qiáng)衍射峰均可以指標(biāo)化為六方相纖鋅礦結(jié)構(gòu)ZnO晶體的相應(yīng)晶面，說(shuō)明化學(xué)改性以及乳液聚合過(guò)程沒(méi)有改變納米ZnO的晶體結(jié)構(gòu)，在氧化鋅表面形成的聚苯胺基本上以非晶態(tài)存在。此外，圖3b、3c中在2θ為19°和26°左右出現(xiàn)了弱的衍射峰，這可能是由于聚苯胺在ZnO片狀納米花瓣表面聚合時(shí)，形成局部有序的晶相微區(qū)，表現(xiàn)了一定程度的低結(jié)晶度，其中26°左右的峰可能為PANI鏈在空間重復(fù)所形成的低度結(jié)晶[18]，而19°左右的峰可能為低度結(jié)晶的PANI鏈中苯環(huán)和醌環(huán)的重復(fù)[18,20]。同樣的實(shí)驗(yàn)條件，圖3a的PANI衍射峰幾乎沒(méi)有，圖3b的PANI衍射峰也不如圖3c的強(qiáng)，說(shuō)明納米ZnO形態(tài)和表面大小可能影響PANI的結(jié)晶情況，通常棒狀的ZnO-PANI復(fù)合物中PANI的結(jié)晶度[18]好于顆粒狀的ZnO-PANI[20,27]。從圖3的結(jié)果來(lái)看，可能球形花狀ZnO的平整片層結(jié)構(gòu)更有利于PANI的結(jié)晶。

圖4 不同形貌m-ZnO@PANI復(fù)合材料的FTIR譜圖Fig.4 FTIR spectra of the different morphological m-ZnO@PANI nanocomposite

從圖4可以看到，改性后在2 900 cm-1附近是CH2-的特征吸收峰，在1 600 cm-1處出現(xiàn)了-NH特征吸收峰，1 500 cm-1，500 cm-1處出現(xiàn)了苯環(huán)特征峰，1 100 cm-1為Si-O-M(M=Si或Zn)特征吸收峰，表明硅烷偶聯(lián)劑KH-42已經(jīng)通過(guò)化學(xué)作用接枝在納米ZnO表面。m-ZnO@PANI復(fù)合材料的FTIR圖譜和m-ZnO的相同之處是，均在1 100 cm-1附近出現(xiàn)了較寬的Si-O-M伸縮振動(dòng)峰。此外，在1 450～1 650 cm-1之間出現(xiàn)了尖銳、較多的PANI特征峰，其中1 504 cm-1處為醌環(huán)的伸縮振動(dòng)特征峰，1 410 cm-1處為苯環(huán)的伸縮振動(dòng)峰，表明苯胺單體被氧化為聚苯胺[3,18]。

圖5為所制備材料的UV-Vis譜圖，從圖中可以看到，KH-42改性的m-ZnO納米球與純納米氧化鋅的吸收光譜基本相似,在紫外區(qū)出現(xiàn)了很強(qiáng)的吸收峰；m-ZnO@PANI和m-ZnO以及PANI相比，不僅在紫外區(qū)出現(xiàn)了較強(qiáng)的寬帶吸收，而且在可見(jiàn)光區(qū)也有比較強(qiáng)的吸收，結(jié)果表明氧化鋅聚苯胺的復(fù)合可以拓展對(duì)太陽(yáng)光中可見(jiàn)光的吸收和利用。

圖5 不同樣品的UV-Vis譜圖Fig．5 UV-Vis spectra of different samples

圖6 是不同形貌m-ZnO與苯胺單體通過(guò)皮克林乳液聚合所得的m-ZnO@PANI復(fù)合材料的高分辨透射電鏡圖。從圖中看到，有機(jī)聚苯胺包覆在ZnO表面，形成緊密的異質(zhì)界面，其包覆層大約1～2 nm，這是由于ZnO表面化學(xué)修飾的硅烷偶聯(lián)劑上苯胺基團(tuán)可能與溶液中苯胺分子發(fā)生氧化偶聯(lián)，形成的聚苯胺分子鏈直接錨接在納米氧化鋅表面，由于球形花狀的特殊結(jié)構(gòu)，其表面包覆的PANI相對(duì)較多，樣品的熱重分析結(jié)果也證實(shí)這點(diǎn)。

圖6 不同形貌m-ZnO@PANI復(fù)合材料的TEM圖Fig．6 TEM images of different morphological m-ZnO@PANI nanocomposites

圖7 為改性后ZnO通過(guò)室溫皮克林乳液法與苯胺單體聚合所得復(fù)合材料的TG圖，可以看到，m-ZnO在220℃左右受熱失水約3%，與聚苯胺復(fù)合后，和m-ZnO相比由于聚苯胺受熱分解，失重明顯增多，隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，失重率先增大后減小，而且花狀納米ZnO復(fù)合物失重最多，棒狀次之，顆粒狀最少。失重情況與高分辨電鏡觀察復(fù)合材料中所含PANI的多少一致。

2.2 材料的光催化性能

圖7 m-ZnO@PANI的TG圖Fig.7 TGcurves of m-ZnO@PANI

圖8 是不同形貌納米ZnO與PANI的復(fù)合材料在紫外-可見(jiàn)光(a)和可見(jiàn)光(b)催化下對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色率圖。從圖8a看出，不同形貌的納米復(fù)合材料都對(duì)亞甲基藍(lán)光降解反應(yīng)有催化作用，其中ZnO納米棒和納米花復(fù)合材料在紫外光照射下具有很高光催化性能，光催化40 min后脫色率均超過(guò)90%，最高可達(dá)98.2%；ZnO納米顆粒形成的復(fù)合材料光催化活性較低，光催化70 min后脫色率可達(dá)到80%。從圖8b可以看到，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)，m-ZnO與聚苯胺的納米復(fù)合材料光催化活性明顯降低，光催化反應(yīng)4 h后，亞甲基藍(lán)脫色率才超過(guò)50%，其中納米棒形成的復(fù)合材料光催化效率最大，脫色率可超過(guò)95%，納米花形成的復(fù)合材料脫色率超過(guò)70%，延長(zhǎng)光照時(shí)間在5 h以上，脫色率可以達(dá)到跟紫外-可見(jiàn)光的效果相近。文獻(xiàn)報(bào)道也說(shuō)明純PANI[26]和純納米ZnO[27]在的可見(jiàn)光光催化能力都很弱，當(dāng)它們形成復(fù)合材料以后，具有可見(jiàn)光響應(yīng)的光催化性能。雖然可見(jiàn)光催化降解率也比較大，但是達(dá)到高降解率光照的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于紫外可見(jiàn)光。

圖8 不同形貌m-ZnO@PANI納米復(fù)合材料在紫外-可見(jiàn)光(a)和可見(jiàn)光(b)催化下對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色率Fig.8 photodegradation efficiency on MB of m-ZnO@PANI nanocomposites irradiation by UV-Vis(a)and Visible(b)light

催化劑在光催化過(guò)程中受到諸多因素的影響，如尺寸大小、結(jié)晶形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)和表面缺陷結(jié)構(gòu)等。納米ZnO的某些晶面上具有更多的缺陷和活性點(diǎn)，與具有許多片狀結(jié)構(gòu)的球狀ZnO和極性生長(zhǎng)而成的棒狀ZnO相比，顆粒狀ZnO活性點(diǎn)相對(duì)較少，從而導(dǎo)致催化效率相對(duì)較低，這與文獻(xiàn)報(bào)道的不同形貌純納米ZnO材料光催化結(jié)果一致[13]。

我們還發(fā)現(xiàn)光催化反應(yīng)后的復(fù)合材料XRD衍射花樣和其紫外-可見(jiàn)吸收光譜也幾乎沒(méi)有變化，說(shuō)明復(fù)合材料具有較好的穩(wěn)定性，可以分離出來(lái)而循環(huán)使用。為了解納米復(fù)合材料的重復(fù)使用的光催化性能，將光催化反應(yīng)結(jié)束的球形納米花復(fù)合材料光催化劑離心分離后，再加入同樣量的亞甲基藍(lán)溶液，按照同樣操作進(jìn)行二次循環(huán)光催化實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖9。從圖中可以看到，復(fù)合材料表現(xiàn)出很好的循環(huán)光催化活性和效率，第二次循環(huán)光催化反應(yīng)60 min的脫色率仍達(dá)到了96%。表明所制備的納米ZnO具有很高的穩(wěn)定性，可以循環(huán)使用。

圖9 球形花狀m-ZnO@PANI循環(huán)紫外-可見(jiàn)光催化脫色率曲線Fig.9 UV-Vis photodegradation efficiency of spherical flowers-like m-ZnO@PANI nanocomposite

2.3 復(fù)合材料制備和光催化機(jī)理探討

通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑KH-42對(duì)納米ZnO的表面改性，提高它與聚合物的相互作用，增強(qiáng)其穩(wěn)定性和表面活性。在水的作用下，烷氧基水解為硅醇，然后硅醇羥基與ZnO表面的羥基發(fā)生縮合反應(yīng)，接枝的分子含有苯胺基團(tuán)，它可以作為聚苯胺分子鏈形成的生長(zhǎng)點(diǎn)。在皮克林乳液聚合中，ZnO表面的苯胺基團(tuán)與分散在乳液中的苯胺分子在過(guò)硫酸銨(APS)的作用下發(fā)生氧化聚合成聚苯胺包裹ZnO納米顆粒形成ZnO-PANI復(fù)合材料。

在ZnO納米材料的表面通過(guò)化學(xué)修飾，原位聚合，可以形成良好的異質(zhì)結(jié)界面，有利于光生電子－空穴對(duì)的分離[30]，從而可以提高復(fù)合材料的光催化活性和效率，同時(shí)利用聚苯胺對(duì)可見(jiàn)光、紅外光吸收，可以拓展ZnO光催化劑的太陽(yáng)光吸收范圍，增強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)光中可見(jiàn)光的吸收利用，提高光催化性能。我們制備的復(fù)合材料對(duì)紫外光和可見(jiàn)光均表現(xiàn)出良好的光催化性能，其在紫外和可見(jiàn)光照條件下的催化過(guò)程可以認(rèn)為：在紫外光照射下，ZnO產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，電子轉(zhuǎn)移至ZnO表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，空穴轉(zhuǎn)移至ZnO與聚苯胺之間界面的最高已占軌道，與H2O結(jié)合，生成具有強(qiáng)氧化性的OH·；在可見(jiàn)光照射下，包覆在ZnO表面的聚苯胺吸收可見(jiàn)光，激發(fā)電子到最低未占據(jù)軌道，產(chǎn)生游離電子e-，e-轉(zhuǎn)移至復(fù)合材料表面發(fā)生還原反應(yīng)，也可生成具有強(qiáng)氧化性的 O2·、OH·[17,26]。 綜上所述，氧化鋅與聚苯胺復(fù)合后，可以提高了對(duì)太陽(yáng)光的吸收利用率，有利光照產(chǎn)生e--h+對(duì)的分離，在可見(jiàn)光或紫外光照射下都能產(chǎn)生了具有強(qiáng)氧化性的 O2·，HO2·，OH·等自由基，從而高效率催化降解亞甲基藍(lán)。

3 結(jié) 論

采用直接沉淀法和水熱法，分別制備出形貌和尺寸比較均一的顆粒狀、棒狀和球形花狀的氧化鋅納米材料，使用具有苯胺基團(tuán)的硅烷偶聯(lián)劑對(duì)所得納米ZnO進(jìn)行表面化學(xué)改性，再通過(guò)皮克林乳液聚合制備了氧化鋅與聚苯胺的復(fù)合材料。發(fā)現(xiàn)納米復(fù)合材料中的ZnO與聚苯胺之間通過(guò)化學(xué)鍵合形成異質(zhì)結(jié)界面，提高復(fù)合材料光催化劑的穩(wěn)定性以及光催化活性和效率。通過(guò)聚苯胺的復(fù)合拓展了納米氧化鋅對(duì)可見(jiàn)光的吸收，使納米復(fù)合材料對(duì)紫外光、可見(jiàn)光都有較強(qiáng)吸收，具有很好的紫外光和可見(jiàn)光光催化性能。研究還發(fā)現(xiàn)棒狀和花狀納米復(fù)合材料的光催化性能比顆粒狀納米復(fù)合材料的性能好，光催化降解亞甲基藍(lán)的脫色率超過(guò)95%；復(fù)合材料還有很好光催化穩(wěn)定性，重復(fù)使用時(shí)可保持良好的光催化性能，二次循環(huán)光催化降解率仍可達(dá)到96.0%。

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