Ag3PO4表面热力学性质及光催化原位过程热动力学的晶面效应

肖明 黄在银 汤焕丰 陆桑婷 刘超

引用本文: 肖明,  黄在银,  汤焕丰,  陆桑婷,  刘超. Ag3PO4表面热力学性质及光催化原位过程热动力学的晶面效应[J]. 物理化学学报, 2017, 33(2): 399-406. doi: 10.3866/PKU.WHXB201611092 shu
Citation:  XIAO Ming,  HUANG Zai-Yin,  TANG Huan-Feng,  LU Sang-Ting,  LIU Chao. Facet Effect on Surface Thermodynamic Properties and In-situ Photocatalytic Thermokinetics of Ag3PO4[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(2): 399-406. doi: 10.3866/PKU.WHXB201611092 shu

Ag3PO4表面热力学性质及光催化原位过程热动力学的晶面效应

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21273050,21573048)资助项目

摘要: 采用湿化学法制备了立方体{100}、四面体{111}和菱形十二面体{110}磷酸银微晶,通过场发射扫描电镜(FE-SEM),X射线粉末衍射(XRD),固体紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),光电流,光致发光(PL)对催化剂的组分、结构、形貌及光电性质进行了系统表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,对不同形貌Ag3PO4微晶的可见光催化活性进行了探究。通过微热量技术结合过渡态理论和热化学循环原理对Ag3PO4的摩尔表面Gibbs自由能进行了测定,其数值分别为1.2972、0.9621、0.5414 kJ·mol-1。采用自主设计的新型LED光-微热量系统获取了Ag3PO4原位光催化降解RhB 2 h的热效应和稳定放热阶段的热焓变化率,并对其热谱曲线进行了合理的解析。结果表明,Ag3PO4的催化活性与原位光催化降解RhB的热效应、热焓变化率以及摩尔表面Gibbs自由能皆呈正相关。此外,通过捕获剂实验和电子顺磁共振(ESR)确定了Ag3PO4光催化降解RhB过程的主要活性基团。

English

    1. [1]

      Jiang, Z. Y.; Kuang, Q.; Xie, Z. X.; Zheng, L. S. Adv. Funct. Mater. 2010, 20 (21), 3634. doi: 10.1002/adfm.201001243

    2. [2]

      Somorjai, G. A. Chem. Rev. 1996, 96 (4), 1223. doi: 10.1021/cr950234e

    3. [3]

      Sun, Y.; Lei, F.; Gao, S.; Pan, B.; Zhou, J.; Xie, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52 (40), 10569. doi: 10.1002/anie.201305530

    4. [4]

      Sun, Y.; Liu, Q.; Gao, S.; Cheng, H.; Lei, F.; Sun, Z.; Jiang, Y.; Su, H.; Wei, S.; Xie, Y. Nat. Commun. 2013, 4, 2899. doi: 10.1038/ncomms3899

    5. [5]

      Martin, D. J.; Liu, G.; Moniz, S. J.; Bi, Y.; Beale, A. M.; Ye, J.; Tang, J. Chem. Soc. Rev. 2015, 44 (21), 7808. doi: 10.1039/C5CS00380F

    6. [6]

      Martin, D. J.; Umezawa, N.; Chen, X.; Ye, J.; Tang, J. Energy Environ. Sci. 2013, 6 (11), 3380. doi: 10.1039/C3EE42260G

    7. [7]

      Bi, Y.; Ouyang, S.; Umezawa, N.; Cao, J.; Ye, J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (17), 6490. doi: 10.1021/ja2002132

    8. [8]

      Jiao, Z.; Zhang, Y.; Yu, H.; Lu, G.; Ye, J.; Bi, Y. Chem. Commun. 2013, 49 (6), 636. doi: 10.1039/C2CC37324F

    9. [9]

      Yi, Z.; Ye, J.; Naoki, K.; Kako, T.; Ouyang, S. X.; StuartWilliams, H.; Yang, H.; Cao, J. Y.; Luo, W. J.; Li, Z. S.; Liu, Y.; Withers, R. L. Nat. Mater. 2010, 9 (7), 559. doi: 10.1038/nmat2780

    10. [10]

      Yang, X.; Tang, H.; Xu, J.; Antonietti, M.; Shalom, M. ChemSusChem 2015, 8 (8), 1350. doi: 10.1002/cssc.201403168

    11. [11]

      Yang, X.; Qin, J.; Jiang, Y.; Chen, K.; Yan, X.; Zhang, D.; Li, R.; Tang, H. Appl. Catal. B 2015, 166167, 231. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.11.028

    12. [12]

      Bayón, B.; Bucalá, V.; Castro, G. R. Microporous Mesoporous Mat. 2016, 226, 71. doi: 10.1016/j.micromeso.2015.12.041

    13. [13]

      Yang, X.; Qin, J.; Jiang, Y.; Li, R.; Li, Y.; Tang, H. RSC Adv. 2014, 4 (36), 18627. doi: 10.1039/C4RA01559B

    14. [14]

      Sun, Y.; Gao, S.; Lei, F.; Xie, Y. Chem. Soc. Rev. 2015, 44 (3), 623. doi: 10.1039/C4CS00236A

    15. [15]

      Chen, C.; Ma, W.; Zhao, J. Chem. Soc. Rev. 2010, 39 (11), 4206. doi: 10.1039/B921692H

    16. [16]

      Bai, S.; Jiang, J.; Zhang, Q.; Xiong, Y. Chem. Soc. Rev. 2015, 44(10), 2893. doi: 10.1039/C5CS00064E

    17. [17]

      Fan, F.; Feng, Z.; Li, C. Chem. Soc. Rev. 2010, 39 (12), 4794. doi: 10.1039/C0CS00012D

    18. [18]

      Gong, D.; Subramaniam, V. P.; Highfield, J. G.; Tang, Y.; Lai, Y.; Chen, Z. ACS Catal. 2011, 1 (8), 864. doi: 10.1021/cs200063q

    19. [19]

      Bordiga, S.; Groppo, E.; Agostini, G.; van Bokhoven, J. A.; Lamberti, C. Chem. Rev. 2013, 113 (3), 1736. doi: 10.1021/cr2000898

    20. [20]

      Li, X. X.; Huang, Z. Y.; Zhong, L. Y.; Wang, T. H.; Tan, X. C. Chin. Sci. Bull. 2014, 59 (25), 2490. [李星星, 黄在银, 钟莲云, 王腾辉, 谭学才. 科学通报, 2014, 59 (25), 2490.] doi: 10.1360/N972014-00332

    21. [21]

      Li, X.; Tang, H.; Lu, X.; Lin, S.; Shi, L.; Huang, Z. Entropy 2015, 17 (8), 5437. doi: 10.3390/e17085437

    22. [22]

      Dhuna, M.; Beezer, A. E.; Morris, A. C.; Gaisford, S.; O'Neill, M. A. A.; Hadgraft, J.; Connor, J. A.; Clapham, D.; Frost, J. Rev. Sci. Instrum. 2007, 78 (2), 025105. doi: 10.1063/1.2670220

    23. [23]

      Sousa, L. A. E.; Beezer, A. E.; Hansen, L. D.; Clapham, D.; Connor, J. A.; Gaisford, S. J. Phys. Chem. B 2012, 116 (22), 6356. doi: 10.1021/jp302933f

    24. [24]

      Gubarev, Y. A.; Lebedeva, N. S.; V'yugin, A. I.Golubev, S. N. Russ. J. Phys. Chem. A 2015, 89 (4), 724. doi: 10.1134/S0036024415040081

    25. [25]

      Li, X.; Huang, Z.; Liu, Z.; Diao, K.; Fan, G.; Huang, Z.Tan, X. Appl. Catal. B 2016, 181, 79. doi: 10.1016/j.apcatb.2015.07.036

    26. [26]

      Di, J.; Xia, J.; Ji, M.; Wang, B.; Yin, S.; Xu, H.; Chen, Z.; Li, H. Langmuir 2016, 32 (8), 2075. doi: 10.1021/acs.langmuir.5b04308

    27. [27]

      Bi, Y.; Hu, H.; Ouyang, S.; Lu, G.; Cao, J.; Ye, J. Chem. Commun. 2012, 48 (31), 3748. doi: 10.1039/C2CC30363A

    28. [28]

      He, Y.; Zhang, L.; Teng, B.; Fan, M. Environ. Sci. Technol. 2015, 49 (1), 649. doi: 10.1021/es5046309

    29. [29]

      Long, R.; Rao, Z.; Mao, K.; Li, Y.; Zhang, C.; Liu, Q.; Wang, C.; Li, Z. Y.; Wu, X.; Xiong, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54(8), 2425. doi: 10.1002/anie.201407785

    30. [30]

      Kuang, Q.; Wang, X.; Jiang, Z.; Xie, Z.; Zheng, L. Acc. Chem. Res. 2013, 47 (2), 308. doi: 10.1021/ar400092x

    31. [31]

      Liu, M.; Piao, L.; Zhao, L.; Ju, S.; Yan, Z.; He, T.; Zhou, C.; Wang, W. Chem. Commun. 2010, 46 (10), 1664. doi: 10.1039/B924172H

    32. [32]

      Zheng, B.; Wang, X.; Liu, C.; Tan, K.; Xie, Z.; Zheng, L. J. Mater. Chem. A 2013, 1 (40), 12635. doi: 10.1039/C3TA12946B

    33. [33]

      Dhuna, M.; Beezer, A. E.; Connor, J. A.; Clapham, D.; Courtice, C.; Frost, J.; Gaisford, S. J. Pharm. Biomed. Anal. 2008, 48 (5), 1316. doi: 10.1016/j.jpba.2008.09.007

    34. [34]

      Shi, J.; Chen, J.; Feng, Z.; Chen, T.; Lian, Y.; Wang, X.; Li, C. J. Phys. Chem. C 2007, 111 (2), 693. doi: 10.1021/jp065744z

    35. [35]

      Fan, W.; Li, M.; Bai, H.; Xu, D.; Chen, C.; Li, C.; Ge, Y.; Shi, W. Langmuir 2016, 32 (6), 1629. doi: 10.1021/acs.langmuir.5b03887

    36. [36]

      Yang, X.; Chen, Z.; Xu, J.; Tang, H.; Chen, K.; Jiang, Y. ACS Appl. Mater. Inter. 2015, 7 (28), 15285. doi: 10.1021/acsami.5b02649

    37. [37]

      Yang, X.; Cui, H.; Li, Y.; Qin, J.; Zhang, R.; Tang, H. ACS Catal. 2013, 3 (3), 363. doi: 10.1021/cs3008126

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1
  • 文章访问数:  814
  • HTML全文浏览量:  66
文章相关
  • 收稿日期:  2016-09-08
  • 修回日期:  2016-11-09
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章