山竹殼制備吸附-光催化碳材料及其性能

陳厶墁,賈趙平,邱夢杰,李玉成,馬夢韶,劉靜

(1. 北京林業大學林木生物質化學北京市重點實驗室, 北京 100083;(2. 北京林業大學林業生物質材料與能源教育部工程研究中心, 北京 100083)

近年來,生物質資源的利用越來越被重視,但同時也產生了很多生物質廢棄物,常見的廢棄生物質主要為廢棄植物及其衍生產品。以生物質廢棄物為原料制備生物質碳材料不僅成本低廉、環境友好、可再生,而且可以實現資源的最大化利用。研究表明,生物質碳材料比表面積大,穩定性強,具有優異的吸附性能。因此,近年來生物質碳作為吸附降解材料得到了廣泛的研究和應用。Wang等[1]對生物質碳進行了改性,并與質子化的g-C3N4形成一個獨特的核殼結構作為非金屬催化劑,該催化劑表現出優異的光吸收性能。

在中國,每年的廢水排放量高達數百億t,水中的有機污染物已經成為主要的污染源之一。2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是一種重要的有機化工原料,在工業生產領域中具有舉足輕重的地位。而對于降解含氯酚類的工業廢水方面主要采用的是將碳納米管、氮化碳和活性炭等負載金屬作為吸附和催化材料。光能屬于可再生能源,光催化技術具有環保、效率高、穩定性良好且可重復使用等優點,在降解有機污染物方面被認為是最有前景的處理方法[2]。由于半導體材料具有合適的帶隙寬度和能帶位置,在光催化反應中得到廣泛應用,常見的半導體催化劑有過渡金屬氧化物、復合氧化物和硫化物等[3]。Liu等[4]采用微波水熱法以纖維素為碳基前驅體成功合成了碳基/鐵氧化物復合材料,產物中Fe3O4和Y-Fe2O3具有超順磁性,使吸附材料易與水分離,且含有Y-Fe2O3的復合材料對亞甲基藍的吸附能力可達98.72%。生物質碳負載金屬通常得到一種半導體材料,但由生物質碳和金屬材料制備的復合材料在光催化研究中主要集中在染料脫色方面,在降解含氯酚類的工業廢水方面鮮見報道。

山竹是海南的特色熱帶水果之一,其殼約占鮮果質量的三分之二,具有制備孔徑結構發達、比表面積大、化學性能穩定的生物質活性炭的潛力[5]。筆者以生物質廢棄物山竹殼為原料,通過磷酸活化和負載金屬來制備復合雙金屬生物質碳(AgZn/P/BC),得到這種具有吸附/催化雙功能的復合碳材料,并研究其在可見光下催化降解含氯酚類工業廢水的性能,實現氯酚污染物的高效綠色脫除。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

二水乙酸鋅(C4H6O4Zn·2H2O,相對分子質量 219.51,純度≥99.0%),購自國藥集團化學試劑有限公司;乙酸銀(C2H3O2Ag,相對分子質量166.91,純度99.5%)、2,4-二氯苯酚(C6H4Cl2O,相對分子質量163,純度≥99.5%)、磷酸(H3PO4,質量分數98%),購自上海麥克林生化科技有限公司;洗凈的山竹殼,購自北京新發地農貿批發市場,產地云南。

1.2 復合材料的制備

1)磷酸活化生物質碳P/BC的制備:所用山竹殼原料的工業分析數據(質量分數)為:水分5.82%、灰分2.44%、灰分2.59%、揮發分65.52%、固定碳26.22%。將收集的山竹殼清洗、干燥、粉碎、過 40～60目(孔徑為0.425～0.250 mm)篩, 70 ℃下干燥12 h;稱取6 g干燥后的山竹殼粉末,加入18 mL H3PO4(質量分數98%)浸漬使其化學活化[6],置于馬弗爐中焙燒,設置升溫速率為10 ℃/min,升溫至600 ℃焙燒1 h,得到黑色塊狀固體;充分研磨至黑色顆粒狀固體,水洗離心2次(3 500 r/min、5 min),60 ℃下干燥12 h得到粉末狀的P/BC,裝袋備用。

2)復合雙金屬生物質碳材料AgZn/P/BC的制備:配制濃度為0.01 mol/L的乙酸銀溶液和乙酸鋅溶液;各稱取500 mg BC于5個50 mL小燒杯中,按1～5編號,分別代表雙金屬物質的量之比[n(Ag)/n(Zn)]為1∶0, 1∶1, 2∶3, 3∶2和0∶1。依次往1～5號小燒杯中加入30,15,12,18和0 mL配制好的乙酸銀溶液和0,15,18,12和30 mL配制好的乙酸鋅溶液,在56 ℃下攪拌2 h,離心(3 000 r/min、5 min)水洗3次后于60 ℃下干燥,即得到不同Ag/Zn物質的量之比的粉末狀的AgZn/P/BC,制備過程如圖1 所示。按不同雙金屬物質的量之比給AgZn/P/BC復合材料命名,分別為Ag/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=2∶3]、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=3∶2]、Zn/P/BC。

圖1 AgZn/P/BC復合材料的制備過程Fig. 1 Composite reaction of BC with Ag and Zn

1.3 復合材料的表征與測試

利用X射線衍射儀(XRD,上海安東帕商貿有限公司)對復合材料的晶體結構以及物相組成進行分析;采用日立3400N型掃描電子顯微鏡(SEM,蘇州德匯科學儀器有限公司)分析復合材料的形貌特征;采用紫外-可見漫反射光譜儀(DRS UV-Vis,杭州物微儀器有限公司)分析復合材料對光的吸收性能和禁帶寬度;采用比表面積測試儀(BET,北京精微高博儀器有限公司)分析復合材料的比表面積和孔徑分布情況;采用X射線光電子能譜(XPS,北京高德英特科技有限公司)對復合材料的元素組成和價態進行分析;采用MC-PF300B型氙燈光源系統(北京鎂瑞臣科技有限公司)、LC3000型高效液相色譜儀(HPLC,北京創新通恒科技有限公司)分析反應液中2,4-DCP的濃度。

1.4 吸附-光催化協同降解實驗

稱取20 mg AgZn/P/BC加入50 mL配制好的一定濃度的2,4-DCP水溶液中,在黑暗環境中攪拌30 min,以確保建立吸附-解吸平衡[7]。以300 W氙燈為可見光光源,在可見光照射條件下光反應120 min,每隔30 min取1次樣[8]。用一次性針管取樣1 mL,通過0.22 μm有機系微濾頭過濾掉固體光催化劑,并在HPLC上檢測2,4-DCP的濃度,色譜條件為: C18反相色譜柱(填料粒徑5 μm,長×內徑=150 mm×4.6 mm),流動相為甲醇(色譜純)與去離子水(體積比為 80∶20),流速為1 mL/min,柱溫為 35 ℃。紫外光檢測器,檢測波長為275 nm,進樣量為20 μL[9]。2,4-DCP的脫除率D計算公式如下:

D=(C0-Ct)/C0×100%

(1)

式中:C0和Ct分別為2,4-DCP溶液的初始濃度和吸附-光催化tmin后的質量濃度,mg/L[10]。

1.5 優化金屬濃度

按照1.2中相同步驟分別配制濃度為0.03和0.05 mol/L的乙酸銀溶液和乙酸鋅溶液,并按照1.4 中的步驟進行相同反應,用HPLC測定其催化降解性能。

1.6 循環實驗

選用實驗中吸附-降解效果最好的1組復合材料,進行水洗、離心、干燥后,按同樣步驟進行循環實驗。根據測定復合材料循環使用后對樣品溶液的脫除率,判斷復合材料的穩定性。

2 結果與分析

2.1 晶體結構

圖2 BC、P/BC、Ag/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)= 1∶1]和Zn/P/BC復合材料的XRD譜圖Fig. 2 XRD patterns of BC, P/BC, Ag/P/BC,AgZn/P/ BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1] and Zn/P/BC composites

BC、P/BC、Zn/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]和Ag/P/BC復合材料的XRD圖見圖2。由圖2可知,BC在24.3°,30.1°和31.5°有強衍射峰,在44.7°,60.7°,65.8°和71.3°處有一系列弱衍射峰,與方解石的特征峰相似[11]。P/BC和AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合材料在20.4°,24.3°處有衍射峰,對應于H3PO4的弱峰[12],說明H3PO4負載在山竹殼上,成功改性山竹殼。Ag/P/BC和AgZn/P/BC復合材料在2θ=22.59°,29.15°, 33.25°,38.1°,44.31°,47.88°,53.44°,54.9°,56.62°,63.38°,64.48°和69.96°處均出現Ag3PO4(JCPDSNO.06-0505)的衍射峰[13]。Zn/P/BC復合材料在19.26°,21.84°,23.9°,24.92°,25.88°,30.53°,35.28°,40.78°和41.86°出現一系列弱峰,對應于Zn3(PO4)2的晶面[14-16]。

2.2 微觀形貌

BC、P/BC和AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合材料的SEM圖見圖3。由圖3a可以看出,經高溫碳化后的山竹殼生物質碳呈巖石狀的片層結構,表面附著少量炭顆粒,還存在一些孔隙和裂縫,結合XRD結果可知片層結構為石墨的晶體結構[17]。經H3PO4活化并高溫碳化后的P/BC,可以觀察到表面發生黏結(圖3b),出現很多顆粒狀結構,片層結構減少[18]。復合金屬后的AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1],其巖石狀結構基本消失(圖3c),出現大量顆粒狀物質和微孔[19],相較于P/BC,形成的碳顆粒更加均勻。

a)BC; b)P/BC; c)AgZn/P/BC。圖3 BC,P/BC和 AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合材料的SEM圖Fig. 3 SEM images of BC, P/BC and AgZn/P/BC [n(Ag)∶n(Zn)=1∶1] composites

2.3 光吸收性能

a)UV-Vis DRS; b)(Ahv)2-hv; c)N2吸附-解吸等溫線; d)孔徑分布。圖4 BC、P/BC、Zn/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]和Ag/P/BC復合材料的光吸附性能Fig. 4 UV-Vis DRS patterns, (Ahv)2-hv images, N2 adsorption/desorption isotherm curves and pore diameter distribution curves of BC, P/BC, Zn/P/BC, AgZn/P/BC [n(Ag)∶n(Zn)=1∶1] and Ag/P/BC composites

為了測試催化劑的光吸收性能,采用紫外可見漫反射光譜表征方法進行測試。由圖4a可以看出,BC、P/BC、Zn/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]和Ag/P/BC在260 nm處均有吸收峰,且金屬和H3PO4的加入加強了復合材料的吸收強度,與純BC相比,P/BC、Zn/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]和Ag/P/BC的可見光吸收強度明顯變寬,AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合材料的可見光吸收強度最大?？筛鶕﨣ubelka-Munk公式估算出樣品的禁帶寬度[20],結果如圖4b所示, BC的禁帶寬度最高,為3.2 eV,AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]的禁帶寬度最小。這說明AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]對光響應能力最強,在可見輻照下具有較好的捕光收集能力,具有較高的光催化效率[21]。

a)XPS全譜; b)Ag 3d XPS譜; c)Zn 2p XPS譜; d)P 2p XPS譜。圖5 BC、P/BC、Zn/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]和Ag/P/BC復合材料的XPS譜圖Fig. 5 XPS full spectra, the XPS spectra of Ag 3d, the XPS spectra of Zn 2p and the XPS spectra of P 2p of BC, P/BC, Zn/P/BC,AgZn/P/BC [n(Ag)∶n(Zn)=1∶1] and Ag/P/BC composites

2.4 孔結構

使用BET表面積公式計算了77 K下氮氣吸附-解吸等溫線中催化劑的比表面積。 BC、P/BC、Zn/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]和Ag/P/BC的氮氣吸附-解吸等溫線及相應的孔徑分布曲線見圖4c,其中所有金屬催化劑均為Ⅳ型等溫線,在相對壓力(P/P0)為0.4～1.0時,存在H3回滯環,表明復合材料具有多孔結構,為介孔材料[22]。采用 Barret-Joyner-Halenda(BJH)方法計算孔隙分布,可知復合材料的孔徑集中在50 nm以下,表明存在微孔和中孔,孔徑較集中,多為中孔。這種多孔結構將大大促進銀和鋅的負載量和底物分子的擴散。采用BET法計算出其比表面積,結果如表1所示。

表1 復合材料的比表面積、孔隙體積和平均孔徑Table 1 Specific surface area, pore volume and average pore diameter of composites

純BC的比表面積為0.39 m2/g,磷酸浸漬后的P/BC比表面積有所增大,但其比表面積和孔隙體積仍然較低,其原因在于浸漬磷酸后P/BC并未水洗干凈,其表面和孔隙中還含有大量磷酸,便于后續與金屬發生反應生成Ag3PO4和Zn3(PO4)2。相比于BC和P/BC,加入金屬后的Zn/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]、Ag/P/BC的比表面積分別為1 787.50,1 689.25和1 745.23 m2/g,均大于1 600 m2/g,比表面積顯著提高,有利于增加光催化活性位點,提高光催化性能[22]。與Zn/P/BC、Ag/P/BC相比,加入Ag和Zn對復合材料的比表面積沒有顯著影響。

2.5 化學組成分析

采用XPS方法分析了BC、P/BC、Zn/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]和Ag/P/BC的化學狀態和表面化學成分,復合材料的XPS全譜圖以及Ag 3d、Zn 2p和P 2p的高分辨XPS 圖譜見圖5。從圖5a中可以看出,純BC主要由C和O元素組成,P/BC在此基礎上多了P元素,而加入了金屬的復合材料分別都含有其對應的金屬元素,Zn/P/BC含有C、O、P和Zn 4種元素,Ag/P/BC含有C、O、P和Ag 4種元素,AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]含有C、O、P、Ag和Zn 5種元素,說明金屬成功負載到炭上[23],證實成功制備了 AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合光催化劑。Ag/P/BC在結合能367.82 和373.83 eV處出現了特征峰(圖5b),分別對應于Ag+的Ag 3d5 /2和Ag 3d3 /2[24]。與Ag/P/BC相比,加入了Zn的AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]的特征峰結合能向著能量增大的方向發生了移動。由Zn 2p的高分辨XPS圖譜可以看出,Zn/P/BC在結合能為1 022.34和1 045.30 eV處出現了特征峰(圖5c),對應于Zn 2p1 /2和 Zn 2p3 /2,可以確定Zn元素以Zn2+的形式存在[25]。加入Ag之后,AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]的結合能值向低結合能方向有小幅度偏移,結合圖5b的分析結果,證明Ag和Zn之間存在相互作用,發生了電子轉移,其中Ag是供電子體。P 2p在P/BC、Zn/P/BC、AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]和Ag/P/BC中的結合能分別為134.77,133.90,133.75和133.90 eV(圖5d),對應于磷酸根中的P5+離子[26],但與P 2p的標準結合能(130.6 eV)相比,結合能值變大,可能是由于P損失了電子,證明P與BC之間存在很強的相互作用。與P/BC相比,Ag/P/BC特征峰結合能值0.87 eV的下移可能是因為Ag的加入使P原子周圍的電子密度增強[12]。同理,Zn/P/BC和AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]的能量也均向低值偏移。

2.6 復合材料吸附-光催化協同降解2,4-DCP的活性分析

2.6.1 金屬比例對吸附-光催化協同降解2,4-DCP的影響

為了考察不同Ag/Zn比例下復合雙金屬生物質復合材料對2,4-DCP的降解效果,制備了5種復合材料,分別為n(Ag)∶n(Zn)=1∶0,1∶1,2∶3,3∶2 和0∶1。5種不同比例值的復合材料對2,4-DCP的脫除率曲線見圖6a,5組復合材料降解2,4-DCP效果均顯著,黑暗中達到吸附-解吸平衡后最高可吸附68.45%,光催化下降解2 h后均達到80%以上,其中最高達90.71%,為金屬比例n(Ag)∶n(Zn)=1∶1的復合雙金屬生物質碳材料AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]。

a)Ag與Zn摩爾比值對脫除率的影響; b)不同浸漬濃度對脫除率的影響; c)不同浸漬濃度AgZn/P/BC復合材料 吸附-光催化共降解2,4-DCP的反應動力學曲線。圖6 不同金屬比值、浸漬濃度對脫除率的影響以及復合材料吸附-光催化共降解2,4-DCP的反應動力學曲線Fig. 6 Effects of metal Ag to Zn ratio and metal Ag and Zn impregnation concentration on the removal rate and kinetic curves of 2,4-DCP co-degradation by adsorption-photocatalytic co-degradation by AgZn/P/BC [n(Ag)∶n(Zn)=1∶1] composite with different metal impregnation concentrations

2.6.2 金屬濃度對吸附-光催化協同降解2,4-DCP的影響

3種不同金屬濃度的AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]對2,4-DCP的脫除率曲線見圖6b。采用一級動力學模型對實驗數據進行擬合,結果如圖6c所示,所有擬合曲線均為線性,反應過程均符合準一級反應動力學。金屬濃度為0.01 mol/L時復合材料的降解速率最高,可達到0.014 36 min-1,相較于金屬濃度為0.03 mol/L的復合材料(0.005 2 min-1)提高了1.76倍;同時金屬濃度為0.05 mol/L 的復合材料的降解速率也達到了0.013 56 min-1,與金屬濃度為0.01 mol/L的復合材料相差不顯著,但金屬濃度為0.01 mol/L的復合材料更具經濟性和環保性;并且金屬濃度為0.01 mol/L的復合材料,對2,4-DCP的光催化脫除率在黑暗反應吸附30 min后有較明顯的提升,而其余濃度提升較小。綜上所述,金屬濃度為0.01 mol/L的復合材料在一段時間(>150 min)對2,4-DCP的降解效果最顯著。

2.6.3 2,4-DCP初始濃度對吸附-光催化協同降解2,4-DCP的影響

為了考察實際工業廢水中不同濃度的2,4-DCP對復合材料降解效果的影響,設置了不同初始濃度的2,4-DCP溶液進行吸附-光催化降解實驗,結果見圖7。初始質量濃度在100～160 mg/L的2,4-DCP溶液的降解曲線見圖7a,當質量濃度為120 mg/L時,脫除率最大,為93.52%(120 min),暗反應30 min后可達到88.34%,并且當2,4-DCP的初始質量濃度在100～160 mg/L時,脫除率均在70%以上,脫除率先增大后減小。這可能是因為在相同光照條件下,等量光催化劑表面的活性位點數量相等[27],當2,4-DCP濃度較小時,光催化劑可吸附溶液中大部分2,4-DCP分子,并且有足夠的活性位點發生催化反應。隨著2,4-DCP的濃度不斷增大,光催化劑對其分子的吸附已達飽和,但只夠吸附溶液中小部分2,4-DCP分子以及發生光催化反應,且2,4-DCP的濃度越大,溶液的光透過率就越低,不利于光催化的進行,因此脫除率會降低。綜上所述,選擇初始質量濃度為120 mg/L的2,4-DCP溶液進行后續研究。

2.6.4 2,4-DCP溶液的初始pH對吸附-光催化協同降解2,4-DCP的影響

工業廢水的pH對復合材料吸附-光催化協同降解曲線圖如圖7c所示,pH=4時,脫除率最大,可達95.88%(120 min)。隨著pH不斷增大,脫除率不斷減小,當pH=9時,復合材料對2,4-DCP的脫除率最小,為90.55%。在pH為4和6的酸性條件下,無論是在暗反應還是光反應中脫除率均較pH為7或9的中性或堿性條件更高(圖7c),說明復合材料在酸性條件下的吸附-光催化協同降解2,4-DCP的性能相較于中性和堿性環境更好。但中性和堿性環境下的脫除率均達到90%以上,體現出復合材料的穩定性,環境的pH不會對其性能有顯著影響。

2.6.5 循環使用性能檢驗

催化劑的穩定性是考察其品質的一個重要因素。為了檢驗反應材料的穩定性,重復使用復合材料,測定其吸附-光催化性能,與初始實驗數據對比分析。選取催化降解效果最佳的AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合材料,在初始質量濃度為120 mg/L的2,4-DCP溶液中,保持復合材料的量及光照強度不變,進行4次循環實驗,實驗結果如圖7d所示。4次循環實驗后,AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合材料對2,4-DCP的脫除率仍可達到90.71%,且每一次循環實驗后的脫除率與第1次使用后的脫除率相比下降很少,可見復合材料具有良好的穩定性。

a, c)2,4-DCP初始質量濃度和初始pH對脫除率的影響; b)2,4-DCP初始質量濃度對脫除量的影響; d)AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]循環實驗。圖7 2,4-DCP初始質量濃度、pH對吸附-光催化協同降解2,4-DCP的影響Fig. 7 Effect of initial 2,4-DCP mass concentration and initial pH of 2,4-DCP solution on degradation rate, adsorption- photodegradation capacity of 2,4-DCP and cycling experiments of AgZn/P/BC [n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]

2.7 吸附-光催化氧化協同降解2,4-DCP的機制

圖8 AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合材料吸附- 光催化協同降解2,4-DCP的機理Fig. 8 Mechanism of adsorption-photocatalytic synergistic degradation of 2,4-DCP by AgZn/P/BC [n(Ag)∶n(Zn)=1∶1] composites

3 結 論

以生物質廢棄物山竹殼為原料,通過磷酸活化和負載金屬來制備復合雙金屬生物質碳(AgZn/P/BC),并研究其在可見光下催化降解含氯酚類的工業廢水的性能,具體結論如下:

1)山竹殼粉碎焙燒、加入磷酸進行活化反應、浸漬Ag、Zn金屬制成雙金屬生物質復合材料,當金屬比例n(Ag)∶n(Zn)=1∶1,金屬乙酸鹽溶液濃度均為0.01 mol/L時降解效果最好,前30 min黑暗中脫除率可達62.33%,光催化脫除率可達90.71%。Ag的加入使復合材料的可見光吸收強度明顯變寬,AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合材料的可見光吸收強度最大,且其禁帶寬度相對較小,為1.7 eV,光催化性能最好。H3PO4的浸漬能夠顯著增大復合材料的比表面積和孔容,較大的比表面積和多孔結構為AgZn/P/BC復合材料提供了更多的界面反應位點,提高了復合材料的吸附能力和光催化降解能力。AgZn/P/BC[n(Ag)∶n(Zn)=1∶1]復合材料的比表面積為1 689.25 m2/g,孔容為1.967 5 cm3/g,平均孔徑為7.56 nm。

2)水溶液中的2,4-二氯苯酚在未加任何催化劑的條件下,在可見光下光照120 min后幾乎不發生光解反應。而加入復合雙金屬生物質碳材料之后,可見光照120 min后脫除率可達93%以上,且不受環境酸堿性的影響,可循環重復使用,說明復合雙金屬生物質碳材料可以作為可見光下催化降解2,4-二氯苯酚的性能優良的光催化劑。