二氧化钛/石墨氮化碳复合材料对棒曲霉素的吸附与光催化降解作用研究

编号：CYYJ03830

篇名：二氧化钛/石墨氮化碳复合材料对棒曲霉素的吸附与光催化降解作用研究

作者：杨佳毅 孙淑敏 李佳骏 谢岩黎

关键词： 二氧化钛/石墨氮化碳复合材料 棒曲霉素 吸附 光降解

机构： 河南工业大学粮油食品学院

摘要： 目的探究二氧化钛/石墨氮化碳(titanium dioxid/graphite carbon nitride,TiO2/g-C3N4)复合材料对棒曲霉素(patulin,PAT)的吸附与光催化降解作用。方法通过超声混合后再煅烧的方法制备TiO2和g-C3N4的复合材料(TiO2/g-C3N4)。分别使用傅里叶转换红外光谱分析仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)和比表面及孔径分析仪(specific surface and aperture analyzer,BET)对3种材料进行测试分析,并研究单一材料与复合材料分别对PAT的吸附作用、复合材料在可见光下的光催化效果及暗吸附与光降解之间的协同作用。结果TiO2/g-C3N4复合材料的FTIR图中出现了TiO2的特征峰O-H基团和Ti-O、g-C3N4的特征峰C=N和CN,表明成功合成了TiO2/g-C3N4复合材料。结果表明TiO2和g-C3N4复合后的吸附及光催化降解效果明显优于单一材料,且TiO2/g-C3N4复合材料暗吸附与光降解之间存在协同作用,在温度为30℃、复合材料添加量为10 mg、吸附时间3 min、光照时间5 min时,可完全降解初始质量浓度为0.5μg/mL的PAT。此外,TiO2/g-C3N4对PAT的吸附存在多分子层化学吸附,且过程符合准二级动力学模型,对PAT的光催化降解过程符合准一级动力学模型。结论该复合材料可快速、高效地去除PAT,因此在果蔬及其制品、谷物和饲料中PAT的去除方面有较好的应用前景。