微乳介质中新型可见光催化剂的自组装合成与催化性能研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:chengshisanren
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以吐温80为表面活性剂、正丁醇为助表面活性剂、正庚烷为油相,采用微乳液法成功合成了新型可见光催化剂BiVO4、Bi2WO6。采用光沉积法合成贵金属沉积Ag/BiVO4光催化剂,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(DRS)等多种测试手段对合成产物进行了表征。以可见光(λ>400 nm)为光源,以甲基橙的光催化降解为模型反应,研究了产物的可见光催化性能。  采用微乳液法成功合成了新型可见光催化剂BiVO4、Bi2WO6。研究了反应温度、溶液pH值等因素对合成产物的晶相、形貌以及光催化性能的影响。将AgNO3通过紫外光照分解沉积到上述所制备的BiVO4表面,分析了银的沉积量对可见光催化效率的影响。  结果表明:采用微乳液法通过调节合成温度,可得到形貌不规则的不同晶相的BiVO4光催化剂。四方相BiVO4在低温下首先生成,随温度升高四方相开始向单斜相转变。在pH值较低时有利于四方相的BiVO4生成,pH值增大有利于单斜相的生成。在低温和低pH值下生成的样品,吸收带边发生了明显的红移。可见光催化实验结果表明,四方相和单斜相共混的BiVO4的光催化效率最高,3h内使甲基橙的脱色率达到97.82%。  采用微乳液法可以合成花瓣状的可见光催化剂Bi2WO6。随着温度的增加,物结晶度提高。pH值=3时,生成的为Bi2O3和Bi2WO6混晶。较低的合成温度和高pH值可以使样品的吸收带边发生红移。随着合成温度的升高,晶粒长大,产物的光催化性能下降。由于Bi2O3和Bi2WO6形成混晶,故其光催化效果最好。  XPS结果表明,AgNO3经紫外光照以后,以Ag单质形式沉积在光催化剂表面。贵金属Ag修饰后,对BiVO4晶体结构和形貌没有影响,可能是沉积量较少的原因。但对甲基橙的降解率有明显提高。Ag/BiVO4在可见光照射3h下,对甲基橙的降解率可达到98.54%。这可能是因为Ag掺杂以后促进了光生载流子的分离,从而提高光催化剂的活性。
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