三氧化鎢及其復(fù)合材料的制備和光催化性能研究

三氧化鎢及其復(fù)合材料的制備和光催化性能研究里,水污染對(duì)人們的健康產(chǎn)生了嚴(yán)峻的危害。

光催化降解有機(jī)污染物是一種處理水污染問題的有效途徑,近年來受到廣泛的關(guān)注和討論。

傳統(tǒng)的半導(dǎo)體催化劑比如二氧化鈦受其帶隙限制,對(duì)太陽光中可見波段的光利用率不高。

查找?guī)逗线m、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、在可見光下具有催化活性的材料來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光催化劑是當(dāng)前解決該問題的主要途徑之一。

三氧化鎢作為一種常見的半導(dǎo)體氧化物,,在可見光波段具有良好的光汲取率,并在常溫下具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱學(xué)穩(wěn)定性,引起人們對(duì)其光催化性能進(jìn)行探究。

但是討論發(fā)覺三氧化鎢材料內(nèi)部的光生電子和空穴復(fù)合率較高,光催化降解的效率并沒有達(dá)到預(yù)期。

對(duì)此,本文提出了兩種解決思路,第一種思路是調(diào)控材料的形貌,增大材料的比表面積,以削減光生電子和空穴在材料表面復(fù)合的損耗;其次種思路是通過材料的復(fù)合形成半導(dǎo)體間的異質(zhì)結(jié),在材料內(nèi)部形成內(nèi)建的電場(chǎng),促使光生電子和空穴有效分別。

本文利用水熱法合成了不同形貌的三氧化鎢及三氧化鎢氧化銀的復(fù)合材料,并采納多種表征方法對(duì)其的形貌和性能進(jìn)行分析。

得到的主要結(jié)果如下:。

討論表明,材料具有比較好的結(jié)晶性,納米棒的平均直徑為200,平均長(zhǎng)度為5μ,在可見光區(qū)域有肯定的光汲取度。

光催化測(cè)試的結(jié)果顯示其具有肯定的光催化活性,60內(nèi)大致可以降解溶液中34%的亞***藍(lán)。

,通過添加模版劑或表面活性劑對(duì)材料的形貌進(jìn)行調(diào)控,制備出了納米顆粒、納米棒簇、納米管陣列、納米棒等不同形貌的三氧化鎢材料。

結(jié)合氮?dú)馕摳角€和光催化測(cè)試結(jié)果,發(fā)覺比表面積大的材料納米棒、納米管陣列的光催化性能會(huì)明顯優(yōu)于比表面積較小的材料納米顆粒,納米棒簇。

分析表明,材料的比表面積對(duì)于其光催化活性有著肯定的影響,比表面積越大,材料表面的光催化活性位點(diǎn)也就越多,材料的光催化降解效果也就越好。

。

其中,氧化銀以顆粒的形式負(fù)載在三氧化鎢納米棒表面形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。

這種復(fù)合結(jié)構(gòu)相比于單相的結(jié)構(gòu)具有更大的比表面積,更多的活性位點(diǎn),有助于其光催化性能的提升。

此外,異質(zhì)結(jié)構(gòu)的引入在材料內(nèi)部形成內(nèi)建電場(chǎng),使光生電子和空穴有效地分別,促進(jìn)光催化反應(yīng)的進(jìn)行。

試驗(yàn)結(jié)果表明