碳量子点与钨酸铋复合材料可见光下降解VOCs研究
2021-11-03王贯中吴俊锋朱长俊
王贯中,吴俊锋,朱长俊
(南京大学环境规划设计研究院集团股份公司,江苏 南京 210093)
0 引言
挥发性有机物(VOCs)是空气污染的主要污染物之一,主要有芳香族化合物、卤代烃化合物、醇类、酮类、醛和醚类等。VOCs 严重危害人体的健康,严重者造成人体罹患癌症[1-9]。因此,VOCs 的减量化至关重要。光催化法因反应条件温和,可利用可见光等优点被广泛研究[10-13]。而光催化反应中最关键的是高效的光催化材料。
碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)作为一种新型碳纳米材料,具有高效的光学和电子特性,在光催化领域被广泛关注[14-16]。CQDs 无毒无害,制备简单,符合环保理念。光催化反应基于半导体光催化材料进行,被广泛应用的半导体材料包括Bi2WO6[17],TiO2[18-19],ZnO[20],CeO2[21],SnO2[22],Fe2O3[23]等。这些光催化材料有许多优点,但其本身也存在一些缺点(如TiO2只能在紫外光条件下响应,Bi2WO6光生电子空穴复合速率快等)。为研制出适用条件好、光催化效率高的光催化材料,试验人员对半导体材料进行了一系列改性研究(如TiO2的改性材料有Au/TiO2[24],Pt/TiO2[25],Ag/TiO2[26],N/TiO2[27]等)。Bi2WO6的改性材料有g-C3N4/Bi2WO6[28],MoS2/Bi2WO6[29],WO3/Bi2WO6[30]等。这些复合材料能够改善半导体材料本身带隙能高、光生电子空穴复合速度快等缺点,一定程度提高了光催化效率,但也存在成本较高或制备困难等问题。
本文通过研究CQDs/Bi2WO6的结构、光学性能和光催化活性。以VOCs 中常规的甲苯和甲醛为研究对象,采用水热法以蔗糖为原料制备CQDs 并负载在Bi2WO6(CQDs/Bi2WO6)材料上,以增强光催化材料对VOCs 的降解能力。通过在可见光条件下降解甲苯和甲醛气体来评估光催化材料的光催化活性。……
