鎢酸鋅-碘氧化鉍異質結可見光光催化材料
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- 分類:鎢的知識
- 發佈於:2018-03-22, 週四 18:35
- 作者 weiping
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近年來,光催化作用在環境治理和能源開發方面得到了普遍的關注,鎢酸鋅作為一種重要的光催化劑,在光解水和降解有機污染物方面表現出良好的光催化活性,也成為目前國內外研究的熱點
但是由於鎢酸鋅具有較大的帶隙能, 只有在紫外光的照射下才能被激發,以及受光激發產生的光生電子空穴對複合快等缺點,限制了其在實際中的應用。為了充分利用太陽光,對鎢酸鋅進行改性, 使其光譜吸收拓展至可見光區並提高其可見光光催化活性,對於開發鎢酸鋅光催化劑的實用價值具有重要意義。
基於上述目的,有學者研究出一種高效的鎢酸鋅-碘氧化鉍異質結可見光光催化材料,這種新材料是否能顯著提高光生載流子的分離幾率,改善材料的光催化性能?
鎢酸鋅-碘氧化鉍異質結可見光光催化材料,是由鎢酸鋅和碘氧化鉍構成,化學式是ZnWO4/BiOI,其合成的過程如下:
(1)製備鎢酸鋅納米棒:將乙酸鋅和鎢酸鈉分別溶解在去離子水中,然後將鎢酸鈉溶液加入到乙酸鋅溶液中並攪拌均勻,用氨水溶液調節溶液的pH值; 攪拌均勻後將混合溶液轉移到反應釜中,置於180℃下反應12小時,自然冷卻至室溫後,將所得產物收集、洗滌、乾燥,得到鎢酸鋅納米棒;
(2)製備鎢酸鋅-碘氧化鉍異質結光催化材料:將碘化鉀溶解在去離子水中,加入等物質的量的硝酸鉍並繼續攪拌;然後向上述混合溶液中加入步驟(1) 制得的鎢酸鋅納米棒,室溫攪拌均勻,接著80℃水浴加熱2小時;將所得產物收集、洗滌、乾燥,得到鎢酸鋅-碘氧化鉍異質結光催化材料。
將兩種或兩種以上不同半導體材料複合形成異質結是改善材料可見光光催化活性的一種有效方法。異質結利用內建電場使得載流子傳輸具有定向性,能夠提高光生載流子的分離幾率,另外將窄帶隙半導體與寬頻隙半導體複合,通過窄帶隙半導體的敏化作用能夠拓展寬頻隙半導體的響應光譜範圍。碘氧化鉍作為一 種新型半導體光催化材料,其帶隙能為1.73-1.92eV,能夠有效地吸收可見光。 而且,碘氧化鉍作為一種p型半導體,可與n型半導體鎢酸鋅複合形成鎢酸鋅-碘氧化鉍異質結結構,最終得到具有高效可見光光催化活性的異質結光催化劑。
那麼效果如何?將所制得的鎢酸鋅-碘氧化鉍異質結光催化材料在波長大於420nm的可見光照射4小時後,光催化材料降解甲基橙的效率達到86%以上,相比之下,純的鎢酸鋅幾乎沒有表現出可見光催化能力,純的碘氧化鉍的降解效率只有26%。
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