離子液體中FeWO4基復合材料的制備及其增強光催化性能研究.pdf

1、近年來，世界各地水生態(tài)破壞與水體污染日益加劇，合理、高效地治理水體污染，維持水體生態(tài)的平衡已經(jīng)迫在眉睫。光催化作為水污染降解的方法之一，由于其無污染、無殘留的特性，自從被發(fā)現(xiàn)以來，一直是研究人員研究的熱點。傳統(tǒng)的光催化半導體材料（以TiO2為代表）由于禁帶寬度較大，只能被紫外光激發(fā)（只占太陽光的4％）而且量子效率不高。而近些年興起的納米異質(zhì)結(jié)型光催化半導體，不但擁有納米材料活性高、尺寸小、比表面積大的優(yōu)點，又結(jié)合半導體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子效率高

2、、吸收光譜范圍寬等優(yōu)點，成為重點研究的光催化材料改性方法。此外，鎢酸鹽材料由于其獨特的結(jié)構(gòu)和特性，在光催化領(lǐng)域也占據(jù)著一席之地。
　　本文圍繞 FeWO4材料開展研究工作，合成了新型的 FeWO4材料、FeWO4/Ag3PO4復合材料、FeWO4/Ag3VO4復合材料。并通過調(diào)節(jié)FeWO4在復合材料中的含量，探討不同比例的FeWO4/Ag3PO4和FeWO4/Ag3VO4復合材料對羅丹明B的降解活性，試圖找出最佳比例的復合材料，推

3、測其光催化機理。
　　（1）運用金屬基離子液體的溶劑、模板劑和分散劑的特性，采用水熱法合成FeWO4微球。通過X射線光電子能譜（XPS）、X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、能量色散X射線光譜（EDS）、紫外可見漫反射光譜（DRS）、光電流等分析手段對其形貌、結(jié)構(gòu)、元素組成、量子轉(zhuǎn)移效率進行表征。在一定量的H2O2的輔助下，以羅丹明B（RhB）為目標污染物來考察催化材料的光催化活性。在加入H2

4、O2時，當光催化反應進行5 min時FeWO4微球?qū)hB的光催化降解活性達到70%以上。在光催化反應進行20 min后，RhB幾乎被徹底降解。對光催化反應后的FeWO4微球進行XRD表征。與新合成的FeWO4微球?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)，光催化反應前后的FeWO4微球的衍射峰沒有任何變化。這說明在光反應過程中，F(xiàn)eWO4是以催化劑的形式參與反應，反應前后FeWO4的晶體結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生改變。
　?。?）通過常溫共沉淀法制備不同比例的FeWO4/A

5、g3PO4復合材料，并運用XRD、XPS、DRS、SEM、PL、光電流等方法對復合材料進行表征分析。從XRD、XPS圖中可以看出，復合材料中含有FeWO4和Ag3PO4，且沒有Ag單質(zhì)出現(xiàn)，該結(jié)果表明所設(shè)計的合成方法可成功制備FeWO4/Ag3PO4復合材料。從SEM圖可以看出，F(xiàn)eWO4微球與Ag3PO4緊密結(jié)合，可形成異質(zhì)結(jié)增強材料的活性。從光電流、PL圖可以看出，F(xiàn)eWO4微球與Ag3PO4復合后，該材料光生電子和空穴的得到有效的

6、分離。以羅丹明B為目標污染物，通過光催化實驗比較不同材料的性能，結(jié)果表明FeWO4微球的引入有利于提升Ag3PO4的光催化降解效率。當FeWO4的復合比例為3 wt%時，F(xiàn)eWO4/Ag3PO4復合材料表現(xiàn)出最佳降解活性。
　?。?）通過常溫共沉淀的方法，以水為溶劑合成不同比例的FeWO4/Ag3VO4復合材料。對復合材料進行XRD、SEM、XPS、DRS、PL、光電流等測試，研究復合材料的形貌結(jié)構(gòu)等特征。從SEM圖可以看出Ag3