李厚芬,薛 帅,曹雅洁,岳秀萍,张艾明,周爱娟,汪素芳

类单晶纳米片状WO3的制备及其光催化性能

李厚芬1,2*,薛 帅1,曹雅洁1,岳秀萍1,张艾明2,周爱娟1,汪素芳1

(1.太原理工大学环境科学与工程学院,山西 晋中 030600；2.中国辐射防护研究院,山西 太原 030024)

通过调控水热温度、反应pH值和前驱体比例制备了类单晶WO3纳米片光催化材料,通过XRD,SEM,TEM,XPS,UV-vis和光电流密度测试等手段对WO3纳米片的形貌、晶型、组成以及电荷分离性能进行了表征,并研究了可见光照条件下其对罗丹明B的催化降解活性.结果表明,研究获得了厚度约10nm,边长尺寸约300~500nm的单斜晶相WO3纳米片,且纳米片具有连续整齐的晶格结构、较高的能带结构和较好的电荷载流子分离性能.光催化实验结果表明,WO3纳米片催化降解罗丹明B的反应过程符合一级动力学,反应速率常数为2.91h-1,是WO3纳米颗粒催化罗丹明B降解反应速率常数(0.56h-1)的5.2倍,推测WO3纳米片较好的催化活性是源于其较高的载流子分离效率.自由基捕获实验证明,可见光照下∙OH和∙O2-均为WO3纳米片催化降解污染物过程中的活性自由基.循环降解实验证明制备的光催化剂具有良好的稳定性.

WO3纳米片；光催化；罗丹明B

染料废水色度高、有毒物质含量大,具有一定的生物毒性,导致其难以被传统的微生物法降解去除[1-2].光催化是一种能够以太阳光为能量来源、通过光生空穴和电子的氧化还原作用来降解污染物的技术,是一种绿色环保的污染控制方法,在染料降解方面得到广泛关……