Citation: Juan Cheng, Yi Shen, Kuan Chen, Xi Wang, Yongfu Guo, Xiaoji Zhou, Renbi Bai. Flower-like Bi2WO6/ZnO composite with excellent photocatalytic capability under visible light irradiation[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2018, 39(4): 810-820. doi: 10.1016/S1872-2067(17)63004-3
Bi2WO6/ZnO:一种在可见光下具有优良光催化性能的花状新型复合材料
本文采用两步水热法合成了一种异质结的花状Bi2WO6/ZnO复合材料.通过降解亚甲基蓝(MB)和四环素,研究了其光催化性能.结果表明,该Bi2WO6/ZnO复合材料对MB和四环素具有优异的光催化活性,对它们的光降解效率分别是纯ZnO的246和4500倍,相应地,对这两种污染物的光降解率分别是纯ZnO的120和200倍.活性因子捕获实验结果显示,超氧自由基在光催化降解过程中起主要作用,其次是羟基自由基和光生空穴.
采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、紫外-可见漫反射、N2吸附脱附、X射线光电子能谱、荧光光谱、光电流等方法对材料的形态结构、孔结构、化学组成、带隙能、光吸收性质、载流子复合效率等进行了分析.复合后Bi2WO6/ZnO的形貌为微米尺寸纳米结构的花状绒球,直径约为4μm,带隙能量从3.2eV降为2.6eV.Bi2WO6/ZnO为介孔结构,复合后比表面积为原来的4.98倍.所制备的Bi2WO6/ZnO光催化剂比纯Bi2WO6和ZnO颗粒具有更高的瞬态光电流密度(约为4.5μA).
综上,Bi2WO6和ZnO成功复合形成了异质结,降低了ZnO的禁带宽度,促进了电子和空穴的有效分离,从而提高了其光催化活性.
English
Flower-like Bi2WO6/ZnO composite with excellent photocatalytic capability under visible light irradiation
-
Key words:
- Bismuth tungstate
- / Zinc oxide
- / Photocatalysis
- / Methylene blue
- / Antibiotics
-
-
[1] M. A. Alvi, A. A. Al-Ghamdi, M. ShaheerAkhtar, Mater. Lett., 2017, 204, 12-15.
-
[2] N. P. Ferraz, F. C. F. Marcos, A. E. Nogueira, A. S. Martins, M. R. V. Lanza, E. M. Assaf, Y. J. O. Asencios, Mater. Chem. Phys., 2017, 198, 331-340.
-
[3] M. M. J. Sadiq, U. S. Shenoy, D. K. Bhat, J. Phys. Chem. Solids, 2017, 109, 124-133.
-
[4] P. Amornpitoksuk, S. Suwanboon, J. Alloys Compd., 2017, 720, 582-588.
-
[5] X. Y. Deng, Q. L. Ma, Y. Q. Cui, X. W. Cheng, Q. F. Cheng, Appl. Surf. Sci., 2017, 419, 409-417.
-
[6] M. Sundararajan, L. John Kennedy, P. Nithya, J. Judith Vijaya, M. Bououdina, J. Phys. Chem. Solids, 2017, 108, 61-75.
-
[7] K. P. Priyanka, S. Sankararaman, K. M. Balakrishna, T. Varghese, J. Alloys Compd., 2017, 720, 541-549.
-
[8] M. Dorraj, M. Alizadeh, N. A. Sairi, W. J. Basirun, B. T. Goh, P. M. Woi, Y. Alias, Appl. Surf. Sci., 2017, 414, 251-261.
-
[9] W. F. Khalik, L. N. Ho, S. A. Ong, C. H. Voon, Y. S. Wong, N. Yusoff, S. L. Lee, S. Y. Yusuf, Chemosphere, 2017, 184, 112-119.
-
[10] A. L. Giraldo, G. A. Penuela, R. A. Torres-Palma, N. J. Pino, R. A. Palominos, H. D. Mansilla, Water Res., 2010, 44, 5158-5167.
-
[11] X. D. Zhu, Y. J. Wang, R. J. Sun, D. M. Zhou, Chemosphere, 2013, 92, 925-932.
-
[12] Y. J. Choi, L. H. Kim, K. D. Zoh, Ecol. Eng., 2016, 91, 85-92.
-
[13] J. W. Griffin, S. J. Guillot, J. A. Redick, J. A. Browne, J. Arthroplasty, 2012, 27, 1796-1799.
-
[14] D. Lucas, M. Badia-Fabregat, T. Vicent, G. Caminal, S. Rodríguez-Mozaz, J. L. Balcázar, D. Barceló, Chemosphere, 2016, 152, 301-308.
-
[15] T. Y. Wang, X. Pan, W. W. Ben, J. B. Wang, P. Hou, Z. M. Qiang, J. Environ. Sci., 2017, 52, 111-117.
-
[16] X. B. Zhang, W. S. Guo, H. H. Ngo, H. T. Wen, N. Li, W. Wu, J. Environ. Manage., 2016, 172, 193-200.
-
[17] M. A. Silverman, L. Konnikova, J. S. Gerber, Gastroenterol. Clin. North Am., 2017, 46, 61-76.
-
[18] D. Li, W. D. Shi, Chin. J. Catal., 2016, 37, 792-799.
-
[19] F. Han, V. S. R. Kambala, M. Srinivasan, D. Rajarathnam, R. Naidu, Appl. Catal. A, 2009, 359, 25-40.
-
[20] X. Y. Shen, D. B. Mu, S. Chen, B. R. Wu, F. Wu, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2013, 5, 3118-3125.
-
[21] P. Q. Jia, H. W. Tan, K. R. Liu, W. H. Gao, Mater. Lett., 2017, 205, 233-235.
-
[22] Q. M. Shen, X. M. Zhao, S. W. Zhou, W. H. Hou, J. J. Zhu, J. Phys. Chem. C, 2011, 115, 17958-17964.
-
[23] M. Ding, N. N. Yao, C. G. Wang, J. Z. Huang, M. H. Shao, S. W. Zhang, P. Li, X. L. Deng, X. J. Xu, Nanoscale Res. Lett., 2016, 11, 205.
-
[24] M. M. Han, L. M. Yu, W. Y. Chen, W. Z. Wang, J. H. Jia, Appl. Surf. Sci., 2016, 369, 108-114.
-
[25] P. Dai, T. T. Yan, X. X. Yu, Z. M. Bai, M. Z. Wu, Nanoscale Res. Lett., 2016, 11, 226.
-
[26] Y. L. Chen, L. J. Wang, W. Z. Wang, M. S. Cao, Appl. Catal. B, 2017, 209, 110-117.
-
[27] R. Zhou, Y. Z. Huang, L. Wan, H. H. Niu, F. W. Ji, J. Z. Xu, J. Alloys Compd., 2017, 716, 162-170.
-
[28] R. K. Chava, M. Kang, Mater. Lett., 2017, 199, 188-191.
-
[29] N. Li, Y. Tian, J. H. Zhao, J. Zhang, J. Zhang, W. Zuo, Y. Ding, Appl. Catal. B, 2017, 214, 126-136.
-
[30] Y. R. Wang, Y. P. Pu, Y. F. Cui, Y. Shi, H. Y. Zheng, Mater. Lett., 2017, 201, 203-206.
-
[31] Y. J. Kwon, S. Y. Kang, A. Mirzaei, M. S. Choi, J. H. Bang, S. S. Kim, H. W. Kim, Sensor. Actuat. B, 2017, 249, 656-666.
-
[32] P. R. Nikam, P. K. Baviskar, J. V. Sali, K. V. Gurav, J. H. Kim, B. R. Sankapal, Ceram. Int., 2015, 41, 10394-10399.
-
[33] F. Dong, T. Xiong, S. Yan, H. Q. Wang, Y. J. Sun, Y. J. Zhang, H. W. Huang, Z. B. Wu, J. Catal., 2016, 344, 401-410.
-
[34] Z. Wan, G. K. Zhang, X. Y. Wu, S. Yin, Appl. Catal. B, 2017, 207, 17-26.
-
[35] Z. Wan, G. K. Zhang, Mater. Chem. A, 2015, 3, 16737-16745.
-
[36] J. Chen, M. L. Guan, W. Z. Cai, J. J. Guo, C. Xiao, G. K. Zhang, Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, 16, 20909-20914.
-
[37] Y. Fu, C. Chang, P. Chen, X. L. Chu, L. Y. Zhu, J. Hazard. Mater., 2013, 254-255, 185-192.
-
[38] C. M. Li, G. Chen, J. X. Sun, Y. J. Feng, J. J. Liu, H. J. Dong, Appl. Catal. B, 2015, 163, 415-423.
-
[39] Z. Y. Yang, L. Huang, Y. Y. Xie, Z. G. Lin, Y. Y. Fan, D. Liu, L. Chen, Z. Z. Zhang, X. X. Wang, Appl. Surf. Sci., 2017, 403, 326-334.
-
[40] H. W. Huang, K. Xiao, Y. He, T. R. Zhang, F. Dong, X. Du, Y. H. Zhang, Appl. Catal. B, 2016, 199, 75-86.
-
[41] H. W. Huang, Y. He, X. Du, P. K. Chu, Y. H. Zhang, ACS Sustain. Chem. Eng., 2015, 3, 3262-3273.
-
[42] H. W. Huang, X. Han, X. W. Li, S. C. Wang, P. K. Chu, Y. H. Zhang, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 482-492.
-
[43] X. N. Liu, Q. F. Lu, J. H. Liu, J. Alloys Compd., 2016, 662, 598-606.
-
[44] X. Xiao, R. P. Hu, C. Liu, C. L. Xing, C. Qian, X. X. Zuo, J. M. Nan, L. S. Wang, Appl. Catal. B, 2013, 140-141, 433-443.
-
[45] G. P. He, C. Xing, X. L. Xiao, R. P. Hu, X. X. Zuo, J. M. Nan, Appl. Catal. B, 2015, 170-171, 1-9.
-
[46] W. W. Meng, R. S. Hu, J. Yang, Y. F. Du, J. J. Li, H. Y. Wang, Chin. J. Catal., 2016, 37, 1283-1292.
-
[47] J. Y. Liu, Chin. J. Catal., 2017, 38, 1460-1472.
-
[48] H. L. Wang, L. S. Zhang, Z. G. Chen, J. Q. Hu, S. J. Li, Z. H. Wang, J. S. Liu, X. C. Wang, Chem. Soc. Rev., 2014, 43, 5234-5244.
-
[49] H. W. Ma, J. F. Shen, M. Shi, X. Lu, Z. Q. Li, Y. Long, N. Li, M. X. Ye, Appl. Catal. B, 2012, 121-122, 198-205.
-
[50] J. Wang, Y. Xia, Y. Dong, R. S. Chen, L. Xiang, S. Komarneni, Appl. Catal. B, 2016, 192, 8-16.
-
[51] N. Tian, Y. H. Zhang, H. W. Huang, Y. He, Y. X. Guo, J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 15640-15648.
-
[52] 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.
-
[53] Z. S. Seddigi, S. A. Ahmed, A. Bumajdad, E. Y. Danish, A. M. Shawky, M. A. Gondal, M. Soylak, Photochem. Photobiol., 2015, 91, 265-271.
-
[54] X. Ding, K. Zhao, L. Z. Zhang, Environ. Sci. Technol., 2014, 48, 5823-5831.
-
[55] M. Q. Yang, B. Weng, Y. J. Xu, Langmuir, 2013, 29, 10549-10558.
-
[56] S. Liu, X. R. Zhao, H. Y. Sun, R. P. Li, Y. F. Fang, Y. P. Huang, Chem. Eng. J., 2013, 231, 441-448.
-
[57] P. F. Tan, X. Chen, L. D. Wu, Y. Y. Shang, W. W. Liu, J. Pan, X. Xiong, Appl. Catal. B, 2017, 202, 326-334.
-
[58] R. F. Tang, H. F. Su, Y. W. Sun, X. X. Zhang, L. Li, C. H. Liu, B. Q. Wang, S. Y. Zeng, D. Z. Sun, Nanoscale Res. Lett., 2016, 11, 126.
-
[59] T. Y. Wang, W. Quan, D. L. Jiang, L. L. Chen, D. Li, S. C. Meng, M. Chen, Chem. Eng. J., 2016, 300, 280-290.
-
[60] P. W. Huo, M. J. Zhou, Y. F. Tang, X. L. Liu, C. C. Ma, L. B. Yu, Y. S. Yan, J. Alloys Compd., 2016, 670, 198-209.
-
[61] M. H. Cao, P. F. Wang, Y. H. Ao, C. Wang, J. Hou, J. Qian, J. Colloid Interface Sci., 2016, 467, 129-139.
-
[62] L. J. Deng, Y. Xie, G. K. Zhang, Chin. J. Catal., 2017, 38, 379-388.
-
[63] L. Yan, Y. F. Wang, H. D. Shen, Y. Zhang, J. Li, D. J. Wang, Appl. Surf. Sci., 2017, 393, 496-503.
-
[64] S. Khanchandani, S. Kundu, A. Patra, A. K. Ganguli, J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 5558-5567.
-
[65] H. W. Huang, R. R. Cao, S. X. Yu, K. Xu, W. C. Hao, Y. G. Wang, F. Dong, T. R. Zhang, Y. H. Zhang, Appl. Catal. B, 2017, 219, 526-537.
-
[66] H. W. Huang, X. W. Li, J. J. Wang, F. Dong, P. K. Chu, T. R. Zhang, Y. H. Zhang, ACS Catal., 2015, 5, 4094-4103.
-
[67] H. W. Huang, K. Xiao, T. P. Zhang, F. Dong, Y. H. Zhang, Appl. Catal. B, 2017, 203, 879-888.
-
[68] H. W. Huang, S. C. Tu, C. Zeng, T. R. Zhang, A. H. Reshak, Y. H. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 11860-11864.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 1
- 文章访问数: 1157
- HTML全文浏览量: 77

下载: