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钨酸铋与石墨烯纳米复合材料的制备及光催化性能

2022-08-13何光裕陈海群

化学反应工程与工艺 2022年3期
关键词:催化剂

王 青,何光裕,陈海群

江苏省先进催化与绿色制造协同创新中心,常州大学,江苏 常州 213164

随着人类社会的快速发展,水污染问题日益严重,寻求一种绿色高效的水污染处理技术迫在眉睫[1-4]。光催化技术因其操作简单、效率高和成本低等特点被广泛应用于光降解有机污染物,是解决水污染问题的一种可持续发展的绿色技术[5-7]。目前常用的光催化剂中,如TiO2[8-10]和ZnO[11-13],因其具有较宽的带隙且仅吸收一小部分太阳光能,大大限制了对可见光的利用率。因此,寻找一种带隙窄、无毒且环保的可见光催化剂是非常必要的。

钨酸铋因其特有的结构使之具有理想的可见光吸收范围、更高的可见光催化性能以及更好的稳定性,近年来引起了人们的广泛关注[14-15]。目前合成的Bi2WO6具有多种结构,如片状[16]、球状[17]和颗粒[18]等。与这些结构的Bi2WO6相比,花状空心结构的Bi2WO6合成及光催化性能研究较少,而空心结构的Bi2WO6具有更加优越的光催化性能[19]。但是,纯Bi2WO6仅可吸收波长在450 nm 以下的少量可见光源,占太阳能光源很少的一部分,而且光生电子空穴对的快速复合也限制了Bi2WO6的进一步发展[20]。然而已有研究表明,通过制备Bi2WO6复合材料可以显著克服这些缺点,从而提高光催化性能,如Bi2WO6/ZnO[21],Bi2WO6/BiOBr[22],Bi2WO6/TiO2[23]和Bi2WO6/BiPO4[24]等。

众所周知,还原氧化石墨烯(RGO)具有比表面积大、电子迁移率高等特点,成为光催化剂的理想支撑材料[25]。本工作采用一步法,以乙二醇与水为溶剂合成Bi2WO6/RGO 复合光催化剂,通过对亚甲基蓝(MB)在可见光(λ>420 nm)下的催化降解,结合X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)、氮气吸附脱附表征和光催化性能测试,探讨溶剂对Bi2WO6的形貌结构和光催化性能的影响。……

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