钨酸铋-二硫化钼-石墨烯复合光催化剂

随着全球工业技术的快速发展,环境污染问题日益严重,其对人们的健康与生活造成了不可估量的危害。因此,这些年来,光催化技术迅猛发展,其中半导体催化剂以其制备简便,耗能少,降解速度快等优点引起了科学家们的广泛关注。

钨酸铋(Bi2WO6)作为新兴的光催化剂,具有紫外和可见光响应良好、热稳定性良好、光催化稳定、成本相对较低廉、环境友好等优点,引起了光催化领域的广泛关注。但是纯钨酸铋光催化效率较低,易于团聚,比表面积小,在光催化反应过程中,光生电子-空穴对分离效率低,通过复合其他助催化剂制备复合材料,可以有效提高钨酸铋的光催化性能。

钨酸铋-二硫化钼-石墨烯复合光催化剂图片

将二硫化钼-石墨烯作为助催化剂与钨酸铋复合,既能发挥石墨烯高导电率、大的比表面积、良好的吸附性等优异性质,又能为钨酸铋-二硫化钼-石墨烯三元体系提供双电子通道,使光生电子空穴能及时转移到催化剂表面参与反应,很好地抑制电子和空穴的复 合,提高反应速率;同时,助催化剂二硫化钼/石墨烯本身对可见光响应,在可见光下对染料具有一定的降解能力,其与钨酸铋复合,进一步提高了可见光下的催化性能。

钨酸铋-二硫化钼-石墨烯复合光催化剂的制备步骤有:

(1)将氧化石墨溶于去离子水中,超声3h,使氧化石墨分散成氧化石墨烯,得到氧化石墨烯分散液;再将摩尔比为1:5的钼酸钠和硫脲分散在去离子水中,超声处理15min使其分散均匀,然后加入到氧化石墨烯分散液中,搅拌30分钟,得到混合溶液;210℃水热反应 24h,自然冷却至室温,离心分离,样品先用去离子水洗,再用乙醇洗,再在80℃条件下干燥 12h,得到二硫化钼/石墨烯纳米复合物;其中氧化石墨的用量按质量比为氧化石墨:钼酸钠 =1:9~45;

(2)将摩尔比为1:2的钨酸钠和硝酸铋分别分散在去离子水和乙二醇中,分别超声处理15min,然后将二者混合搅拌2h;将步骤(1)制得的二硫化钼-石墨烯纳米复合物溶于乙醇-离子水的混合溶液中,超声处理15min使其分散均匀,再缓慢加入到钨酸钠和硝酸铋的混合溶液中,搅拌2h,得到混合溶液,180℃水热反应10h,自然冷却至室温,离心分离,将样品用去离子水洗、乙醇洗,再在80℃条件下干燥12h,得到钨酸铋-二硫化钼-墨烯纳米复合材料。

二硫化钼/石墨烯作为助催化剂与钨酸铋复合,相比于二氧化钛、氧化锌等传统催化剂,不仅对紫外光响应还在可见光下有优异的光催化性能,能更加充分的利用太阳能,光催化效率高。

 

 

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