Cu2O-WO3復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、Cu2O、WO3有很好的可見(jiàn)光響應(yīng)，在光催化領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景，逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文采用葡萄糖還原法制備Cu2O，低溫水熱法制備了WO3，化學(xué)沉淀法制備了核殼結(jié)構(gòu)的Cu2O\WO3復(fù)合光催化劑。通過(guò)X-射線衍射（XRD），掃描電子顯微鏡（SEM）、紫外可見(jiàn)光譜分析（UV-vis）及傅里葉紅外光譜分析（FI-IR）對(duì)其進(jìn)行了表征，利用其對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的降解效果，測(cè)試其光催化性能。研究搭建了氣相光催化反應(yīng)系統(tǒng)，采用聚酯纖維棉負(fù)

2、載光催化劑，利用氙燈模擬可見(jiàn)光進(jìn)行了光催化降解氣態(tài)甲醛實(shí)驗(yàn)。
　　結(jié)果表明：
　?。?）用葡萄糖還原法制備的Cu2O顆粒的尺寸較小，一般在50nm以內(nèi)，顆粒大小比較均勻，呈現(xiàn)正方體或微球型，結(jié)構(gòu)清晰，顆粒完整。測(cè)試的XRD結(jié)果表明制備的紅褐色粉體為Cu2O。由Cu2O的紫外-可見(jiàn)光譜曲線可知，在波長(zhǎng)360nm以上，吸光度明顯增加，在580nm左右出現(xiàn)波峰。由Cu2O的傅里葉紅外圖譜可以看出存在氧化性的-OH基。通過(guò)對(duì)亞甲基藍(lán)

3、溶液的降解實(shí)驗(yàn)得出，在前30min，由于氧化亞銅的光催化性和其吸附性，導(dǎo)致對(duì)亞甲基藍(lán)降快速降解，30min后，氧化亞銅對(duì)亞甲基藍(lán)的達(dá)到吸附飽和或者光催化劑產(chǎn)生光腐蝕，導(dǎo)致亞甲基藍(lán)的吸光度趨于平穩(wěn)狀態(tài)。
　　（2）采用低溫水熱法制備的WO3分體，晶體結(jié)構(gòu)清晰，粒徑較小。測(cè)試的XRD結(jié)果可知，低溫制備的WO3為典型的斜方晶系水合WO3·H2O。由WO3的SEM電鏡可以看出，WO3的粒徑較小，一般在200nm左右。晶體大小均勻，比表面積

4、大，晶體呈現(xiàn)片狀，相互粘結(jié)。用低溫水熱法制備的WO3粉體其傅里葉紅外測(cè)試結(jié)果存在羥基-OH，說(shuō)明制備的WO3光催化劑具有氧化性。
　　（3）以Cu2O為核，表面負(fù)載WO3為殼，制備出了核殼結(jié)構(gòu)的Cu2O\WO3復(fù)合光催化劑，研究了其光催化特性。其XRD結(jié)果顯示，復(fù)合后WO3的XRD晶體峰值沒(méi)有發(fā)生變化，強(qiáng)度有所增強(qiáng)；復(fù)合后Cu2O的晶體峰值有不同程度的偏移，且峰值減弱。這是由于在制備核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合光催化劑過(guò)程中，復(fù)合導(dǎo)致內(nèi)層的Cu

5、2O粒徑變大，使其峰值發(fā)生偏移。由此可見(jiàn)，復(fù)合光催化劑的制備，導(dǎo)致原晶體發(fā)生了變化。Cu2O\WO3復(fù)合光催化劑的SEM電鏡分析，分子粒徑在10um左右，可以清晰的看出Cu2O立方體表面包裹了一層WO3分子，形成復(fù)合物。其比表面積增大，分子間有團(tuán)聚現(xiàn)象。通過(guò)紫外-可見(jiàn)光譜掃描復(fù)合光催化劑Cu2O\WO3在可見(jiàn)光范圍內(nèi)有較好的吸收峰，表明其存在可見(jiàn)光催化性能。通過(guò)對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的降解實(shí)驗(yàn)得出光催化劑Cu2O\WO3復(fù)合在一定程度上提高了光