Citation: Hua Tang, Yanhui Fu, Shufang Chang, Siyu Xie, Guogang Tang. Construction of Ag3PO4/Ag2MoO4 Z-scheme heterogeneous photocatalyst for the remediation of organic pollutants[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2017, 38(2): 337-347. doi: 10.1016/S1872-2067(16)62570-6
Z型Ag3PO4/Ag2MoO4异质结光催化剂构建和光催化降解有机污染物
本文利用Ag2MoO4和Ag3PO4的溶液相反应法合成了Z型Ag3PO4/Ag2MoO4复合光催化剂,通过Ag3PO4/Ag2MoO4异质结光催化剂在可见光下降解罗丹明B(RhB)、亚甲基橙(MO)、亚甲基蓝(MB)和苯酚研究了其光催化性能,采用X射线衍射(XRD)、能谱、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)以及紫外可见漫反射光谱(UV-vis)等手段表征了该催化剂.
XRD,FTIR和拉曼光谱结果表明,复合材料由Ag3PO4,Ag2MoO4和单质银组成,表面成功合成了Z构型Ag3PO4/Ag/Ag2MoO4复合材料.SEM结果发现纯Ag3PO4是规则的球状,纯Ag2MoO4则是多面体状块的颗粒,在Ag3PO4/Ag2MoO4复合材料中可以看到规则的球状体Ag3PO4和Ag2MoO4纳米颗粒,并且随着Ag2MoO4含量的增加,Ag3PO4颗粒的尺寸逐渐减小.UV-vis结果发现Ag2MoO4的加入拓展了复合材料对可见光的吸收范围.光催化性能测试结果表明,8% Ag2MoO4/Ag3PO4在可见光下具有优异的光催化性能:可见光照射5 min,RhB,MO和MB的降解效率分别可达95%,97%和90%.复合材料样品经过4个循环实验后,其降解RhB的效率仍然保持在84%,证明了其具有较高的稳定性.
为了进一步研究Ag3PO4/Ag2MoO4的光催化机理,我们用对苯醌、乙二胺四乙酸二钠和丁醇进行了捕捉剂实验.结果表明,超氧自由基和光生空穴在降解有机染料过程中起主要作用.通过光电流测试、复合材料价带导带位置计算以及循环过程样品XRD分析并结合文献结果认为,Z构型Ag3PO4/Ag/Ag2MoO4异质结光催化体系以及可见光照射初期金属Ag纳米颗粒的生成是其具有高光催化活性和稳定性的原因.
English
Construction of Ag3PO4/Ag2MoO4 Z-scheme heterogeneous photocatalyst for the remediation of organic pollutants
-
Key words:
- Z-scheme heterojunction
- / Silver phosphate
- / Hybrid material
- / Charge transfer
- / Photocatalysis
-
-
[1] S. W. Cao, J. X. Low, J. G. Yu, M. Jaroniec, Adv. Mater., 2015, 27, 2150-2176.
-
[2] M. Marszewski, S. W. Cao, J. G. Yu, M. Jaroniec, Mater. Horiz., 2015, 2, 261-278.
-
[3] Q. J. Xiang, B. Cheng, J. G. Yu, Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 11350-11366.
-
[4] Q. Li, X. Li, S. Wageh, A. A. Al-Ghamdi, J. G. Yu, Adv. Energy Mater., 2015, 5, 1500010.
-
[5] X. Li, J. G. Yu, M. Jaroniec, Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 2603-2636.
-
[6] K. F. Wu, T. Q. Lian, Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 3781-3810.
-
[7] L. K. Putri, W. J. Ong, W. S. Chang, S. P. Chai, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 2-14.
-
[8] S. Ye, R. Wang, M. Z. Wu, Y. P. Yuan, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 15-27.
-
[9] W. J. Ong, L. L. Tan, Y. H. Ng, S. T. Yong, S. P. Chai, Chem. Rev., 2016, 116, 7159-7329.
-
[10] J. Schneider, M. Matsuoka, M. Takeuchi, J. Zhang, Y. Horiuchi, M. Anpo, D. W. Bahnemann, Chem. Rev., 2014, 114, 9919-9986.
-
[11] H. Tang, D. Zhang, G. G. Tang, X. R. Ji, C. S. Li, X. H. Yan, K. Q. Wu, J. Alloy. Compd., 2014, 591, 52-57.
-
[12] M. Pelaez, N. T. Nolan, S. C. Pillai, M. K. Seery, P. Falaras, A. G. Kontos, P. S. M. Dunlop, J. W. J. Hamilton, J. A. Byrne, K. O'shea, M. H. Entezari, D. D. Dionysiou, Appl. Catal. B, 2012, 125, 331-349.
-
[13] X. F. Wang, R. Yu, K. Wang, G. Q. Yang, H. G. Yu, Chin. J. Catal., 2015, 36, 1211-2218.
-
[14] J. Q. Wen, X. Li, W. Liu, Y. P. Fang, J. Xie, Y. H. Xu, Chin. J. Catal., 2015, 36, 2049-2070.
-
[15] M. C. Wen, S. S. Zhang, W. R. Dai, G. S. Li, D. Q. Zhang, Chin. J. Catal., 2015, 36, 2095-2102.
-
[16] J. L. Xie, Y. F. Yang, H. P. He, D. Cheng, M. M. Mao, Q. X. Jiang, L. X. Song, J. Xiong, Appl. Surf. Sci., 2015, 355, 921-929.
-
[17] J. G. Yu, S. H. Wang, J. X. Low, W. Xiao, Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 16883-16890.
-
[18] H. Tang, S. F. Chang, K. Q. Wu, G. G. Tang, Y. H. Fu, Q. Q. Liu, X. F. Yang, RSC Adv., 2016, 6, 63117-63130.
-
[19] 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.
-
[20] H. Tong, S. X. Ouyang, Y. P. Bi, N. Umezawa, M. Oshikiri, J. H. Ye, Adv. Mater., 2012, 24, 229-251.
-
[21] J. D. Li, W. Fang, C. L. Yu, W. Q. Zhou, L. H. Zhu, Y. Xie, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 46-56.
-
[22] Z. F. Zhao, Y. Z. Wang, J. Xu, C. Y. Shang, Y. Wang, Appl. Surf. Sci., 2015, 351, 416-424.
-
[23] D. Zhang, H. Tang, Y. Q. Wang, K. Q. Wu, H. Huang, G. G. Tang, J. Yang, Appl. Surf. Sci., 2014, 319, 306-311.
-
[24] M. Cui, J. X. Yu, H. J. Lin, Y. Wu, L. H. Zhao, Y. M. He, Appl. Surf. Sci., 2016, 387, 912-920.
-
[25] X. F. Wang, S. F. Li, H. G. Yu, J. G. Yu, S. W. Liu, Chem-Eur. J., 2011, 17, 7777-7780.
-
[26] H. Tang, S. F. Chang, G. G. Tang, W. Liang, Appl. Surf. Sci., 2016, doi: 10.1016/j.apsusc.2016.07.021.
-
[27] B. C. Zhu, P. F. Xia, Y. Li, W. Ho, J. G. Yu, Appl. Surf. Sci., 2016, doi: 10.1016/j.apsusc.2016.07.104.
-
[28] J. Andrés, M. M. Ferrer, L. Gracia, A. Beltran, V. M. Longo, G. H. Cruvinel, R. L. Tranquilin, E. Longo, Part. Part. Syst. Char., 2015, 32, 646-651.
-
[29] D. F. Xu, B. Cheng, J. F. Zhang, W. K. Wang, J. G. Yu, W. Ho, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 20153-20166.
-
[30] Z. Z. Lou, B. B. Huang, Z. Y. Wang, X. Y. Ma, R. Zhang, X. Y. Zhang, X. Y. Qin, Y. Dai, M. H. Whangbo, Chem. Mater., 2014, 26, 3873-3875.
-
[31] Z. G. Yi, J. H. Ye, N. Kikugawa, T. Kako, S. Ouyang, H. Stu-art-Williams, H. Yang, J. Y. Cao, W. J. Luo, Z. S. Li, Y. Liu, R. L. With-ers, Nat. Mater., 2010, 9, 559-564.
-
[32] X. F. Yang, H. Tang, J. S. Xu, M. Antonietti, M. Shalom, ChemSus-Chem, 2015, 8, 1350-1358.
-
[33] H. C. Wang, Z. F. Ye, C. Liu, J. Z. Li, M. J. Zhou, Q. F. Guan, P. Lv, P. W. Huo, Y. S. Yan, Appl. Surf. Sci., 2015, 353, 391-399.
-
[34] L. Cai, X. L. Xiong, N. G. Liang, Q. Y. Long, Appl. Surf. Sci., 2015, 353, 939-948.
-
[35] P. Y. Dong, Y. H. Wang, H. H. Li, H. Li, X. L. Ma, L. L. Han, J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 4651-4656.
-
[36] C. T. Dinh, T. D. Nguyen, F. Kleitz, T. O. Do, Chem. Commun., 2011, 47, 7797-7799.
-
[37] Y. P. Bi, S. X. Ouyang, N. Umezawa, J. Y. Cao, J. H. Ye, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 6490-6492.
-
[38] Z. H. Chen, W. L. Wang, Z. G. Zhang, X. M. Fang, J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 19346-19352.
-
[39] X. Wang, M. Utsumi, Y. G. Yang, D. W. Li, Y. X. Zhao, Z. Y. Zhang, C. P. Feng, N. Sugiura, J. J. Cheng, Appl. Surf. Sci., 2015, 325, 1-12.
-
[40] H. L. Lin, H. F. Ye, B. Y. Xu, J. Cao, S. F. Chen, Catal. Commun., 2013, 37, 55-59.
-
[41] C. S. Zhu, L. Zhang, B. Jiang, J. T. Zheng, P. Hu, S. J. Li, M. B. Wu, W. T. Wu, Appl. Surf. Sci., 2016, 377, 99-108.
-
[42] Z. H. Chen, F. Bing, Q. Liu, Z. G. Zhang, X. M. Fang, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 4652-4658.
-
[43] P. Zhou, J. G. Yu, M. Jaroniec, Adv. Mater., 2014, 26, 4920-4935.
-
[44] D. F. Xu, B. Cheng, S. W. Cao, J. G. Yu, Appl. Catal. B, 2015, 164, 380-388.
-
[45] W. Chen, T. Liu, T. Y. Huang, X. H. Liu, J. W. Zhu, G. R. Duan, X. J. Yang, Appl. Surf. Sci., 2015, 355, 379-387.
-
[46] J. Q. Li, H. Yuan, Z. F. Zhu, Appl. Surf. Sci., 2016, 385, 34-41.
-
[47] Y. Y. Bai, Y. Lu, J. K. Liu, J. Hazard. Mater., 2016, 307, 26-35.
-
[48] B. Chai, J. Li, Q. Xu, Ind. Eng. Chem. Res., 2014, 53, 8744-8752.
-
[49] A. F. Gouveia, J. C. Sczancoski, M. M. Ferrer, A. S. Lima, M. R. M. C. Santos, M. S. Li, R. S. Santos, E. Longo, L. S. Cavalcante, Inorg. Chem., 2014, 53, 5589-5599.
-
[50] Z. Li, X. T. Chen, Z. L. Xue, Sci. China Chem., 2013, 56, 443-450.
-
[51] J. Cao, B. D. Luo, H. L. Lin, B. Y. Xu, S. F. Chen, J. Hazard. Mater., 2012, 217, 107-115.
-
[52] H. J. Dong, G. Chen, J. X. Sun, Y. J. Feng, C. M. Li, G. H. Xiong, C. D. Lv, Dalton Trans., 2014, 43, 7282-7289.
-
[53] Z. Y. Zhang, D. L. Jiang, C. S. Xing, L. L. Chen, M. Chen, M. Q. He, Dal-ton Trans., 2015, 44, 11582-11591.
-
[54] H. Zangeneh, A. A. L. Zinatizadeh, M. Habibi, M. Akia, M. Hasnain Isa, J. Ind. Eng. Chem., 2015, 26, 1-36.
-
[55] K. F. Wu, H. M. Zhu, Z. Liu, W. Rodríguez-Córdoba, T. Q. Lian, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 10337-10340.
-
[56] J. G. Yu, T. T. Ma, S. W. Liu, Phys. Chem. Chem. Phys., 2011, 13, 3491-3501.
-
[57] K. F. Wu, Z. Y. Chen, H. J. Lv, H. M. Zhu, C. L. Hill, T. Q. Lian, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 7708-7716.
-
[58] X. F. Yang, J. L. Qin, Y. Jiang, K. M. Chen, X. H. Yan, D. Zhang, R. Li, H. Tang, Appl. Catal. B, 2015, 166, 231-240.
-
[59] H. Y. Li, Y. J. Sun, B. Cai, S. Y. Gan, D. X. Han, L. Niu, T. S. Wu, Appl. Catal. B, 2015, 170, 206-214.
-
[60] J. G. Hou, Z. Wang, C. Yang, W. L. Zhou, S. Q. Jiao, H. M. Zhu, J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 5132-5141.
-
[61] H. J. Cheng, J. G. Hou, H. M. Zhu, X. M. Guo, RSC Adv., 2014, 4, 41622-41630.
-
[62] X. F. Wang, S. F. Li, Y. Q. Ma, H. G. Yu, J. G. Yu, J. Phys. Chem. C, 2011, 115, 14648-14655.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 10
- 文章访问数: 1537
- HTML全文浏览量: 187

下载: