Citation: Tingting Huang, Yuhan Li, Xiaofeng Wu, Kangle Lv, Qin Li, Mei Li, Dongyun Du, Hengpeng Ye. In-situ transformation of Bi2WO6 to highly photoreactive Bi2WO6@Bi2S3 nanoplate via ion exchange[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2018, 39(4): 718-727. doi: 10.1016/S1872-2067(17)62913-9
离子交换法制备高光催化活性Bi2WO6@Bi2S3异质结纳米片
本文采用离子交换法原位合成了具有核-壳结构的Bi2S3@Bi2WO6纳米片,充分利用Bi2S3优良的可见光响应性能和半导体异质结光催化剂的构建,来提高Bi2WO6的光催化活性.结果表明,随着Na2S·9H2O用量从0增加到1.5g,所得催化剂的光活性不断提高,X3B的降解速率常数由0.40×10-3 min-1增加到6.6×10-3 min-1,催化剂活性提高了16.5倍.当进一步增加Na2S·9H2O的用量时(1.5-3.0g),复合催化剂的光活性下降.这是由于过多Na2S·9H2O的引入导致在催化剂表面生成了没有光活性的NaBiS2层(Bi2S3+Na2S=2NaBiS2),占据了催化剂的活性位点,阻碍了染料分子与催化剂的直接接触.Bi2WO6@Bi2S3异质结纳米片光活性的提高,可归因于Bi2S3的敏化作用极大拓展了复合催化剂的光响应范围;另一方面,Bi2WO6和Bi2S3两者之间的半导体异质结效应有效促进了光生载流子在空间的有效分离,抑制了光生电子-空穴的复合,从而提高了复合催化剂的催化效率.本研究为其他半导体复合材料的原位生长制备提供了新的思路.
English
In-situ transformation of Bi2WO6 to highly photoreactive Bi2WO6@Bi2S3 nanoplate via ion exchange
-
Key words:
- Bi2S3
- / Bi2WO6
- / Ion exchange
- / Photocatalytic degradation
- / Nanoplate
-
-
[1] J. X. Low, J. G. Yu, Q. Li, B. Cheng, Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, 16, 1111-1120.
-
[2] R. W. Yang, J. H. Cai, K. L. Lv, X. F. Wu, W. G. Wang, Z. H. Xu, M. Li, Q. Li, W. Q. Xu, Appl. Catal. B, 2017, 210, 184-193.
-
[3] Y. Zheng, K. L. Lv, X. F. Li, K. J. Deng, J. Sun, L. Q. Chen, L. Z. Cui, D. Y. Du, Chem. Eng. Technol., 2011, 34, 1630-1634.
-
[4] J. F. Lan, X. F. Wu, K. L. Lv, L. L. Si, K. J. Deng, Chin. J. Catal., 2015, 36, 2237-2243.
-
[5] Y. H. Li, K. L. Lv, W. K. Ho, Z. W. Zhao, Y. Huang, Chin. J. Catal., 2017, 38, 321-329.
-
[6] L. L. Yin, M. Zhao, H. L. Hu, J. H. Ye, D. F. Wang, Chin. J. Catal., 2017, 38, 1307-1314.
-
[7] T. Wang, W. W. Li, D. D. Xu, X. M. Wu, L. W. Cao, J. X. Meng, Chin. J. Catal., 2017, 38, 1184-1195.
-
[8] C. Zhang, Y. F. Zhu, Chem. Mater., 2005, 17, 3537-3545.
-
[9] F. Amano, A. Yamakata, K. Nogami, M. Osawa, B. Ohtani, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 17650-17651.
-
[10] S. W. Liu, J. G. Yu, J. Solid State Chem., 2008, 181, 1048-1055.
-
[11] H. B. Fu, L. W. Zhang, W. Q. Yao, Y. F. Zhu, Appl. Catal. B, 2006, 66, 100-110.
-
[12] C. J. Tang, Y. S. Zhang, J. F. Su, C. Q. Wang, R. R. Sun, J. Zhang, G. H. Li, Solid State Sci., 2016, 51, 24-29.
-
[13] G. Colon, S. Murcia Lopez, M. C. Hidalgo, J. A. Navio, Chem. Commun., 2010, 46, 4809-4811.
-
[14] B. Yuan, B. Zhang, Z. L. Wang, S. M. Lu, J. Li, Y. Liu, C. Li, Chin. J. Catal., 2017, 38, 440-446.
-
[15] Y. H. Li, K. L. Lv, W. K. Ho, F. Dong, X. F. Wu, Y. Xia, Appl. Catal. B, 2017, 202, 611-619.
-
[16] M. J. Chen, Y. Huang, S. C. Lee, Chin. J. Catal., 2017, 38, 348-356.
-
[17] L. Wu, J. H. Bi, Z. H. Li, X. X. Wang, X. Z. Fu, Catal. Today, 2008, 131, 15-20.
-
[18] Z. J. Zhang, W. Z. Wang, M. Shang, W. Z. Yin, J. Hazard. Mater., 2010, 177, 1013-1018.
-
[19] L. Pan, J. W. Zhang, X. Jia, Y. H. Ma, X. W. Zhang, L. Wang, J. J. Zou, Chin. J. Catal., 2017, 38, 253-259.
-
[20] L. Pan, S. B. Wang, W. B. Mi, J. J. Song, J. J. Zou, L. Wang, X. W. Zhang, Nano Energy, 2014, 9, 71-79.
-
[21] L. Ge, C. C. Han, J. Liu, Appl. Catal. B, 2011, 108, 100-107.
-
[22] C. Wang, D. Vander Vliet, K. C. Chang, H. You, D. Strmcnik, J. A. Schlueter, N. M. Markovic, V. R. Stamenkovic, J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 19365-19368.
-
[23] T. Wu, X. G. Zhou, H. Zhang, X. H. Zhong, Nano Res., 2010, 3, 379-386.
-
[24] R. Vogel, P. Hoyer, H. Weller., J. Phys. Chem., 1994, 98, 3183-3188.
-
[25] Y. Bessekhouad, M. Mohammedi, M. Trari, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 2002, 73, 339-350.
-
[26] D. Robert, Catal. Today, 2007, 122, 20-26.
-
[27] Y. Bessekhouad, D. Robert, J. V. Weber, J. Photochem. Photobiol. A, 2004, 163, 569-580.
-
[28] C. F. Yu, K. Wang, P. Y. Yang, S. W. Yang, C. Lu, Y. Z. Song, S. Y. Dong, J. Y. Sun, Appl. Surf. Sci., 2017, 420, 233-242.
-
[29] X. Jia, M. Tahir, L. Pan, Z. F. Huang, X. W. Zhang, L. Wang, J. J. Zou, Appl. Catal. B, 2016, 198, 154-161.
-
[30] L. Pan, S. B. Wang, J. W. Xie, L. Wang, X. W. Zhang, J. J. Zou, Nano Energy, 2016, 28, 296-303.
-
[31] D. H. Son, S. M. Hughes, Y. P. Yin, A. P. Alivisatos, Science, 2004, 306, 1009-1012.
-
[32] R. D. Robinson, B. Sadtler, D. O. Demchenko, C. K. Erdonmez, L. W. Wang, A. P. Alivisatos, Science, 2007, 317, 355-358.
-
[33] Z. Z. Zhang, W. Z. Wang, L. Wang, S. M. Sun, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2012, 4, 593-597.
-
[34] Z. K. Cui, S. L. Li, J. Q. Zhou, J. L. Zhang, S. X. Ge, Z. Zheng, Nano:Brief Rep. Rev., 2015, 10, 1550021.
-
[35] K. L. Lv, J. C. Hu, X. H. Li, M. Li, J. Mol. Catal. A, 2012, 356, 78-84.
-
[36] L. Pan, T. Muhammad, L. Ma, Z. F. Huang, S. B. Wang, L. Wang, J. J. Zou, X. W. Zhang, Appl. Catal. B, 2016, 189, 181-191.
-
[37] J. C. Yu, W. K. Ho, J. G. Yu, S. K. Hark, K. Iu, Langmuir, 2003, 19, 3889-3896.
-
[38] J. Di, J. X. Xia, Y. P. Ge, H. P. Li, H. Y. Ji, H. Xu, Q. Zhang, H. M. Li, M. N. Li, Appl. Catal. B, 2015, 168-169, 51-61.
-
[39] G. Wang, Y. K. Leng, H. Z. Guo, S. Song, Z. Q. Jiang, X. L. Yuan, X. B. Wang, K. Sun, H. J. Dou, J. Mater. Chem. B, 2014, 2, 8310-8313.
-
[40] L. Zhang, X. Zhang, Y. Q. Huang, C. L. Pan, J. S. Hu, C. M. Hou, RSC Adv., 2015, 5, 30239-30247.
-
[41] W. J. Zhou, Y. H. Leng, D. M. Hou, H. D. Li, L. G. Li, G. Q. Li, H. Liu, S. W. Chen, Nanoscale, 2014, 6, 4698-4704.
-
[42] H. W. Huang, L. Y. Liu, Y. H. Zhang, N. Tian, J. Alloys Compd., 2015, 619, 807-811.
-
[43] Z. X. Pei, S. X. Weng, P. Liu, Appl. Catal. B, 2016, 180, 463-470.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 1
- 文章访问数: 1220
- HTML全文浏览量: 207

下载: