Z机制光催化三元复合材料RGO/WO3/g-C3N4结构及光催化性能
2019-05-21赵馨睿李晓宇
人工晶体学报 2019年4期
关键词:复合材料
赵馨睿,王 铮,杜 娟,李晓宇
(1.西安科技大学地质与环境学院,西安 710054;2.西安近代化学研究所,西安 710065)
1 引 言
光催化技术具有低成本、环境友好的特点,是未来清洁能源生产和环境污染物降解的理想途径之一[1]。传统的光催化剂如TiO2禁带较宽(约3.2 eV),仅对紫外光响应,太阳能利用率较低,较高的光生电子和空穴复合率导致其光量子效率较低[2]。为了克服传统光催化剂的上述缺点,研究者一方面致力于研发新的对可见光响应的光催化材料;另一方面通过形貌调控[3],元素掺杂[4],贵金属沉积[5],碳材料[6]复合,或与其它半导体结合形成异质结构[7]等方法对单一光催化剂改性。其中,选择合适的半导体材料构建具有异质结构的复合物的方法更为简单有效[8]。
具有传统异质结构的复合材料,虽然有助于光生电子空穴的分离,但材料中载流子的移动方式使其氧化或还原能力与相对应的单体相比有所降低,光催化活性的提高有限[9-10]而Z型异质结构的电荷迁移方式不仅能促进光生电子和空穴的分离,延长载流子的寿命,而且可以保持原半导体各自较高的氧化还原活性,从而使复合材料具有更好的催化活性[11]。因此Z型异质结构的光催化复合材料成为近年来研究的热点,半导体[12]、碳材料[13]、贵金属[14]和氧化还原对[15]被用来构建Z型异质结构复合催化剂。

目前,WO3/g-C3N4的二元Z型异质结构光催化复合材料已有报道[23-25],但RGO/WO3/g-C3N4三元光催化复合材料鲜有报道[9,26],且多数三元光催化复合材料的制备过程均是在制备出二元的基础上再制备出三元的催化剂,工艺较为复杂,不利于工业化的大批量生产。……
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