基于氧化鎢納米片多級復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的制備與光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體多級復(fù)合材料具有空間位阻效應(yīng),表面積大,可為光催化反應(yīng)提供大量的反應(yīng)活性點。此外,由于不同半導(dǎo)體之間導(dǎo)帶和價帶的能級不同,光生載流子可以從較高能級轉(zhuǎn)移到較低能級,從而有效的分離電子空穴。半導(dǎo)體多級復(fù)合材料已成為當(dāng)今納米光催化材料的研究熱點。本文主要以二維WO3納米片為基體,在WO3納米片上生長TiO2、CdS、Ag/AgCl納米晶,構(gòu)筑了WO3納米片基半導(dǎo)體多級復(fù)合光催化劑,并對其光催化性能進行了研究。
　　 以市售商用鎢

2、酸(H2WO4)為鎢源,通過插層反應(yīng)制得鎢基無機.有機混雜納米帶;再經(jīng)濃硝酸溶液選擇性氧化去除有機物,最后將所得產(chǎn)物煅燒后得到單晶WO3納米片。所得二維WO3納米片大小為(100～250)×(250～350)nm,厚度約為10～30 nm,在空間堆積可形成“紙牌屋(House of Cards)”結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)蓬松、基本無團聚,表面積大,具有空間位阻效應(yīng),可為光催化反應(yīng)提供大量的反應(yīng)活性點,是構(gòu)筑半導(dǎo)體多級復(fù)合光催化劑的良好基體。
　

3、　 以鈦酸丁酯為鈦源,通過靜電紡絲制備了WO3納米片摻雜TiO2纖維,所得TiO2纖維直徑在1～2μm,WO3納米片被均勻的包裹在TiO2纖維中。隨著WO3納米片摻雜量的增多,TiO2纖維的晶型逐漸由金紅石型轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦礦型,同時變得越容易斷裂,并且所制備的WO3納米片摻雜TiO2纖維的吸附性能越來越強。WO3納米片摻雜TiO2纖維的可見光催化性能較差,這可能是由于WO3納米片被TiO2纖維完全包覆的原因。
　　 采用濕化學(xué)方法

4、制備了CdS/WO3納米片多級復(fù)合光催化材料,所得六方相CdS顆粒大小在20 nm左右,均勻分布在WO3納米片表面。當(dāng)CdS:WO3=1:5時,CdS/WO3催化劑具有最優(yōu)光催化性能,2 mg/L的催化劑可在336 min完全降解10 mg/L的羅丹明B溶液(RhB)。CdS和WO3納米片復(fù)合后,在增加可見光吸收的同時,可以有效分離光生電子和空穴,從而提高可見光催化效率。
　　 采用水熱法制備了TiO2/WO3納米片多級復(fù)合光催

5、化劑,所得TiO2顆粒為金紅石相,顆粒大小為10 nm左右,均勻分散在WO3納米片表面。當(dāng)WO3納米片含量為21.2％(摩爾百分數(shù))、水熱溫度為150℃、水熱時間為24 h時,所獲得的TiO2/WO3樣品具有最佳的可見光催化性能,1.6g/L的催化劑可在80 min內(nèi)完全降解10 mg/L的RhB溶液。TiO2和WO3納米片相復(fù)合可以有效分離光生電子和空穴,提高光催化效率,通過多次使用后依然可以保持良好的催化性能。
　　 先將A

6、g+吸附到WO3納米片表面,然后通過Cl-將Ag+沉淀得到AgCl/WO3納米片,再通過光化學(xué)還原反應(yīng),制備了Ag/AgCl@WO3納米片光催化劑。當(dāng)Wo3納米片的含量為46%(摩爾百分比)、光還原時間為5分鐘時,所制備Ag/AgCl@WO3納米片催化劑性能最好,1g/L的催化劑可在5 min內(nèi)完全降解10 mg/L RhB溶液。Ag/AgCl@WO3納米片多級復(fù)合光催化劑將表面等離子體共振和能帶協(xié)同作用相結(jié)合,在通過表面等離子體共振增