高光催化活性的三氧化钨基复合纳米纤维

光催化是一种环保、操作简单、矿化率高、氧化能力强的废水处理技术，能有效去除水中低浓度的有机污染物。三氧化钨 (WO3) 由于其窄能隙 (2.4–2.8 eV)、价带 (VB) 的高氧化电位 (+3.1–3.2 VNHE) 是光催化剂的有希望的候选者，这进一步有助于提高性能在可见光下。 WO3 是一种被广泛研究的金属氧化物半导体，用于许多前沿应用，如光/电催化、能量存储、智能窗、抗菌、抗癌剂和病原体控制。钨酸锌 (ZnWO4) 具有较宽的带隙（约 3.8-5.7eV），并具有与 WO3 匹配的能带结构。 ZnWO4 的引入不仅显着促进了电子-空穴分离，而且拓宽了 WO3 的吸收边并增加了光吸收。此外，由于增加了半导体与贵金属之间的电子转移，贵金属银（Ag）的加入可以提高可见光光催化效率。

成功制备了具有高可见光光催化活性的WO3基复合纳米纤维，大大提高了载流子分离率。通过简单的静电纺丝路线和随后的退火处理成功地制造了一种新型的 Ag/ZnWO4/WO3 复合纳米纤维。 Ag/ZnWO4/WO3复合材料的合成及表征如下：

在典型的程序中，将偏钨酸铵（AMT，1.3g）溶解在 2mL 去离子水中。随后，在磁力搅拌下依次加入3mL DMF、0.6g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、0.002g AgNO3和0.1g ZnNO3。在室温下搅拌 24 小时后，将得到的均质前驱体溶液转移到注射器中进行静电纺丝。静电纺丝过程施加15kV的电压和11cm的收集距离。然后，将采集的样品在空气中以500℃的温度以2℃/min的升温速率退火4h，得到Ag/ZnWO4/WO3复合纳米纤维。 Ag/WO3和WO3纳米纤维的制备过程与Ag/ZnWO4/WO3复合材料的制备过程类似。在分别不存在 ZnNO3 和 AgNO3/ZnNO3 的情况下，分别获得了 Ag/WO3 和 WO3 纳米纤维。

光催化活性测试如下进行。将0.1g Ag/ZnWO4/WO3（或WO3、Ag/WO3）复合纳米纤维加入250mLMB（200mg/L）水溶液中，避光搅拌悬浮液30min，直至吸附/解吸过程达到平衡。采用 300W 氙灯作为紫外-可见光源，并放置在距溶液 13cm 处。每 15 分钟取 4 mL 溶液，离心除去悬浮液。然后通过分光光度法测量MB在664nm处的最大吸光度。

综上所述，成功制备出具有高光催化活性的三氧化钨基复合纳米纤维，大大提高了载流子分离率。独特的 Ag/ZnWO4/WO3 复合纳米纤维光催化剂已成功制备，并且它们显示出比 Ag/WO3 和 WO3 纳米纤维更高的光催化活性。所制备的Ag/ZnWO4/WO3可以提高可见光吸收效率，有效提高载流子分离速率，从而抑制它们的复合过程。受益于结构和成分优势，Ag/ZnWO4/WO3 纳米纤维是一种适用于光催化、电池、过滤、传感器等应用的可行材料。

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