评价Ag3PO4/PBN可见光催化活性及降解机理 本章内容,我们使用原位沉积法,在Ag3PO4/PBN中加入Fe3O4,制备出Ag3PO4/PBN/Fe3O4三元复合光催化剂,以RhB降解效果来评价Ag3PO4/PBN可见光催化活性及光催化降解机理,提高其分离效率。 图5-1为Ag3PO4、PBN、Fe3O4和Ag3PO4/PBN/Fe3O4-70复合材料的红外光谱。 在PBN的FTIR图谱中,1382cm-1和796cm-1处附近的特征吸收带,分别来源于B-N键的伸缩振动与B-N-B平面外的弯曲振动。 在Ag3PO4的FTIR谱图中1010cm-1和556cm-1处附近宽而强的吸收峰均来自PO43-中的P-O伸缩振动,982cm-1处是P-O反对称伸缩振动。 Fe3O4的FTIR谱图中580nm处的特征吸收带归因于Fe-O键的伸缩振动。 Ag3PO4/PBN/Fe3O4-70复合材料的FTIR谱图明显中出现了Ag3PO4、PBN两种组分的特征吸收峰,Fe3O4的特征峰并不明显,是因为Ag3PO4在556cm-1处存在一个强峰,将Fe3O4的特征峰屏蔽了。 Ag3PO4和不同配比的Ag3PO4/PBN/Fe3O4-X复合材料的XRD光谱见图5-2。 分析图谱可知,制备的PBN在2θ=25.9°处存在一个比较宽的衍射峰,与六方氮化硼的标准卡数据(JCPDS卡号:85-1068)进行比对,对应PBN的(002)晶面。 Fe3O4在2θ=30.23°、35.63°、43.33°、62.88°处的衍射峰分别对应立方尖晶结构Fe3O4的(220)、(311)、(400)、(440)晶面,Ag3PO4、Ag3PO4/PBN/Fe3O4-30、Ag3PO4/PBN/Fe3O4-70、Ag3PO4/PBN/Fe3O4-110中均存在立方相Ag3PO4(JICPDS卡号:06-0505)对应峰。 位置2θ=20.96°、29.76°、33.38°、36.66°、52.78°、55.1°、57.36°、61.74°和71.98°的衍射峰分别对应立方相Ag3PO4的(110)、(200)、(210)、(211)、(310)、(222)、(320)、(321)、(400)和(421)晶面。 Ag3PO4/PBN/Fe3O4-X复合材料的谱图中既出现了Ag3PO4的衍射峰,又出现了Fe3O4的衍射峰,说明Fe3O4复合在复合材料中。 但是Ag3PO4/PBN/Fe3O4-X复合材料的谱图中没有出现PBN的衍射峰,这是因为PBN的含量较少,不能够被XRD测试仪器所分辨。 随着Fe3O4含量的增加,复合材料的衍射峰变低,说明加入Fe3O4后,Ag3PO4的结晶度变低。 光吸收强度随着Fe3O4质量的增加而增加,这是因为在Ag3PO4/PBN材料中加入Fe3O4后材料的颜色逐渐由淡黄色转变为绿色-深绿色,提高了催化剂的光吸收效率。 Ag3PO4和Ag3PO4/PBN/Fe3O4的导价带宽度通过UV-visDRS数据计算,以hv为横坐标,(αhv)2为纵坐标得到图5-3b,计算得到Ag3PO4和Ag3PO4/PBN/Fe3O4的禁带宽度分别为+2.35eV和+1.76eV。 以上结果表明,Ag3PO4/MoS2QDs-1具有更小的带隙宽度,更宽的光谱响应,具有更强的光催化活性,采用XPS对制备Ag3PO4/PBN/Fe3O4样品的化学状态进行了研究。 XPS光谱显示Ag、P、O、N、B元素的光电子峰(图5-4a),其中Ag、P来自于Ag3PO4,N和B来自于PBN,Fe来自于Fe3O4。 图5-4f中,Fe2p谱图中在710.8eV和724.6eV处出现两个明显的特征峰分别属于Fe2p3/2和Fe2p1/2,说明Fe元素在样品中存在两种氧化态,分别是Fe3O4结构中来源于Fe2O3中的Fe3+和FeO中的Fe2+的典型特征峰,在图谱上同时存在718.8eV的卫星峰,说明Fe3O4成功复合进入复合材料中,三元复合材料成功制备。 本章在上一章的基础上采用原位沉淀法将Ag3PO4、Fe3O4沉积到PBN上,制备了不同含量Fe3O4的Ag3PO4/PBN/Fe3O4复合光催化剂。 当Fe3O4的含量为70mg时催化剂的催化效果最佳,0.03g光催化剂在可见光下降解50mLRhB溶液(30mg/L),光照10min后RhB降解率达到99.7%。 FT-IR图谱分析、XPS、SEM和TEM实验结果表明Ag3PO4、Fe3O4被均匀负载在PBN表面。 PL图谱分析发现Ag3PO4/PBN/Fe3O4复合材料中光生电子和空穴的复合得到了抑制,从而提高其光催化活性。
评价Ag3PO4/PBN可见光催化活性及降解机理 本章内容,我们使用原位沉积法,
菲菲的信笺
2024-01-22 21:35:13
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