三氧化鎢/氯氧化鉍異質結構用於光催化降解有機污染物

隨著工業化的不斷發展,環境污染越來越受到重視。光催化是淨化被許多環境污染物污染的水的新興且有價值的策略。氯氧化鉍 (BiOCl) 是一種 p 型光催化劑,具有由 [Bi2O2]2+ 和氯離子形成的層狀結構。其內部自建靜電場可以顯著加速光生e--h+對的分佈,提高催化能力。與三氧化鎢 (WO3) 等半導體氧化物偶聯是提高光催化性能的常用策略。
 
因此,三氧化鎢/氯氧化鉍異質結構(WO3/BiOCl)光催化劑通過靜電紡絲和溶劑熱法合成的。 WO3/BiOCl異質結構在光催化降解有機污染物方面表現出優異的性能。合成方法如下:
 
WO3/BiOCl 的工作原理圖
 
聚乙烯吡咯烷酮 (PVP K88-96, Mw=1,300,000), 偏鎢酸銨水合物 (AMT, (NH4)6H2W12O40xH2O, 99.5%), N,N-二甲基甲酰胺 (DMF, AR), 氯鉍 (BiCl3, AB三甲基溴化銨) , 99%), 羅丹明 B (RhB, AR), 苯酚 (AR), CH3OH, 乙二醇 (EG) 和乙腈 (CH3CN) 為原料,未經處理。
 
WO3 納米纖維通過靜電紡絲合成並在空氣中煅燒如下。將1mmol (NH4)6H2W12O40·xH2O和1.0g PVP溶解在8mL DMF中,室溫攪拌過夜,然後轉移到置於注射泵中的注射器中,得到用於靜電紡絲的前體溶液。產品收集器和注射器針尖之間的距離設置為 20 厘米。前體納米纖維是通過靜電紡絲工藝獲得的,當針尖施加 20 kV 的正電壓並且溶液進料速率設置為 0.5 mLh-1 時。最後,將電紡前驅體納米纖維在馬弗爐中以 2°C/min 的加熱速率在 500°C 下煅燒 3 小時,得到 WO3 納米纖維。
 
WO3/BiOCl 的 HRTEM 圖像
 
通常,將 1 mmol WO3 納米纖維分散在 20 mL 乙二醇中形成懸浮液 A。同時,將 0.2 g CTAB 溶解在 10 mL 乙二醇中形成溶液 B。將一定量的 BiCl3 溶解在 10 mL 中加入乙二醇以獲得溶液C。將懸浮液A和溶液B加入到溶液C中以獲得均勻的混合物,然後將其轉移到襯有聚四氟乙烯的高壓釜(50mL) 中並在120°C下保持8小時。反應結束後,離心收集沉澱,用蒸餾水和乙醇洗滌,最後在 60°C 乾燥,得到 WO3/BiOCl 異質結構。通過改變 BiCl3:WO3 摩爾比(0.5、1、2 和 3)製備的一系列 WO3/BiOCl 樣品分別表示為 WO3/BiOCl(0.5)、WO3/BiOCl(1)、WO3/BiOCl(2)、WO3 /BiOCl (3) 異質結構。
 
簡而言之,三氧化鎢/氯氧化鉍異質結構通過靜電紡絲法和溶劑熱法在WO3納米纖維上生長BiOCl納米片成功製備。該催化劑可用於光催化降解有機污染物。與純WO3納米纖維和BiOCl納米片相比,WO3/BiOCl異質結構具有較強的光吸收性和更高的光生載流子分離效率,因此可見光下RhB和苯酚的分解顯著增強了光催化性能。 WO3/BiOCl 異質結構在RhB降解的最佳表觀速率常數為 0.259 min-1,約為 BiOCl 納米片的 2.3 倍。
 

 

 

微信公众号

 

鎢鉬視頻

2024年1月份贛州鎢協預測均價與下半月各大型鎢企長單報價。

 

鎢鉬音頻

龍年首周鎢價開門紅。