新型可见光催化剂Bi2WO6的合成、改性及催化性能研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:squallcl
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针对Bi2WO6光催化氧化技术中存在的光催化性能差,载流子易复合,可见光吸收强度低等问题,在调研国内外文献的基础上,本文首次提出采用贵金属Pt和量子点CdS对水热法合成的Bi2WO6进行掺杂改性,研究了掺杂对Bi2WO6微观结构、光吸收性质及光催化性能的影响规律,在此基础上提出了Bi2WO6光催化活性提高的机理。  通过贵金属Pt掺杂修饰使Bi2WO6在可见光区的吸收增强,UV-Vis光谱的吸收带边从480nm红移到520nm。Pt的掺杂量为2.0%时可见光活性最好,对甲基橙的降解率达到96.9%。对掺杂修饰的机理进行了探讨,认为贵金属Pt是光生电子的捕获体,将光生电子空穴对分离,提高光催化性能。  采用溶剂热法合成了大小为5-6nm的CdS量子点,CdS量子点溶液的掺杂使Bi2WO6紫外.可见漫反射光谱的吸收带边从480nm红移到600nm,光催化降解甲基橙的反应速率常数从0.26提高到0.92。高分辨透射图显示CdS与Bi2WO6紧密接触形成了异质结。光照时CdS价带电子被激发并注入到Bi2WO6导带,Bi2WO6的光生空穴被注入到CdS价带,提高了光生载流子的分离效率。通过荧光光谱证实掺杂后抑制了光生电子空穴的复合。  采用贵金属Pt对CdS/Bi2WO6进行修饰后,复合光催化剂对甲基橙的降解率从47.8%提高到70.7%。通过实验推测双掺杂复合光催化剂的机理为贵金属Pt和量子点CdS在可见光催化过程中具有相互独立的活性位,它们在可见光催化过程中所起的作用相互叠加使得样品的可见光活性得到进一步提高。
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