Citation: Zhongliao Wang, Taiping Hu, Kai Dai, Jinfeng Zhang, Changhao Liang. Construction of Z-scheme Ag3PO4/Bi2WO6 composite with excellent visible-light photodegradation activity for removal of organic contaminants[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2017, 38(12): 2021-2029. doi: 10.1016/S1872-2067(17)62942-5
Z-机制磷酸银/钨酸铋复合物的构建及其可见光催化降解有机污染物
磷酸银在可见光下表现出超强的光催化降解有机污染物和产氧的能力,但是磷酸银容易受到光腐蚀,光催化活性和稳定性很难维持.另外,磷酸银导带上的电子电势较正,这将导致其很难在光催化过程中被利用.而磷酸银导带上电子的积累会抑制其内部电子空穴对的分离,从而对磷酸银的光催化活性和稳定性造成不利影响.
本文选择钨酸铋纳米片与磷酸银复合去抑制电子空穴对的复合和进一步提高磷酸银的活性和稳定性.样品的粉末X射线衍射、能谱和X光电子能谱的分析证实了磷酸银/钨酸铋复合物已经被成功合成.稳态荧光光谱证实了磷酸银/钨酸铋复合物的构建可以作为一种有效抑制电子和空穴对复合的手段.通过对样品进行光催化降解次甲基蓝的实验,我们发现磷酸银/钨酸铋复合材料展现出比磷酸银和钨酸铋更强的光催化活性.其中,磷酸银/钨酸铋光催化降解次甲基蓝的速率为0.61385 min-1,这是磷酸银(0.47179 min-1)和钨酸铋(0.10270 min-1)活性的1.3和6.0倍.同时,磷酸银/钨酸铋表现出耐久的稳定性,在连续五次光降解过程中几乎没有明显的活性损失.进一步通过对磷酸银/钨酸铋复合材料进行光催化活性成分的捕获实验,我们发现空穴、超氧负离子自由基和羟基自由基都发挥了一定的作用.最后,我们讨论了光催化机制,Z-机制光催化机制被认为是合理的.
English
Construction of Z-scheme Ag3PO4/Bi2WO6 composite with excellent visible-light photodegradation activity for removal of organic contaminants
-
Key words:
- Ag3PO4
- / Bi2WO6
- / Photocatalysis
- / Z-scheme
- / Degradation
- / Visible light
-
-
[1] 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.
-
[2] K. Dai, L. H. Lu, C. H. Liang, Q. Liu, G. P. Zhu, Appl. Catal. B, 2014, 156-157, 331-340.
-
[3] D. F. Xu, B. Cheng, S. W. Cao, J. G. Yu, Appl. Catal. B, 2015, 164, 380-388.
-
[4] J. J. Liu, B. Cheng, J. G. Yu, Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, 31175-31183.
-
[5] K. Dai, L. H. Lu, Q. Liu, G. P. Zhu, Q. Z. Liu, Z. L. Liu, Dalton Trans., 2014, 43, 2202-2210.
-
[6] L. L. Yin, M. Zhao, H. L. Hu, J. H. Ye, D. F. Wang, Chin. J. Catal., 2017, 38, 1307-1314.
-
[7] F. Y. Tian, D. F. Hou, F. C. Hu, K. Xie, X. Q. Qiao, D. S. Li, Appl. Surf. Sci., 2017, 391, 295-302.
-
[8] F. Y. Xu, W. Xiao, B. Cheng, J. G. Yu, Int. J. Hydrogen Energy, 2014, 39, 15394-15402.
-
[9] K. Dai, G. Dawson, S. Yang, Z. Chen, L. H. Lu, Chem. Eng. J., 2012, 191, 571-578.
-
[10] J. J. Kong, X. D. Lai, Z. Rui, H. B. Ji, S. F. Ji, Chin. J. Catal., 2016, 37, 869-877.
-
[11] J. Z. Su, T. Zhang, L. Wang, J. W. Shi, Y. B. Chen, Chin. J. Catal., 2017, 38, 489-497.
-
[12] L. Yu, R. J. Zou, Z. Y. Zhang, G. S. Song, Z. G. Chen, J. M. Yang, J. Q. Hu, Chem. Commun., 2011, 47, 10719-10721.
-
[13] H. Lv, Y. M. Liu, H. B. Tang, P. Zhang, J. J. Wang, Appl. Surf. Sci., 2017, 425, 100-106.
-
[14] J. Q. Li, H. Yuan, Z. F. Zhu, Appl. Surf. Sci., 2016, 385, 34-41.
-
[15] J. W. Fu, B. C. Zhu, C. J. Jiang, B. Cheng, W. You, J. G. Yu, Small, 2017, 13, 1603938.
-
[16] J. Zhang, S. W. Liu, J. G. Yu, M. Jaroniec, J. Mater. Chem., 2011, 21, 14655.
-
[17] B. C. Zhu, J. F. Zhang, C. J. Jiang, B. Cheng, J. G. Yu, Appl. Catal. B, 2017, 207, 27-34.
-
[18] B. Sarma, B. K. Sarma, Appl. Surf. Sci., 2017, 410, 557-565.
-
[19] H. G. Yu, W. Y. Chen, X. F. Wang, Y. Xu, J. G. Yu, Appl. Catal. B, 2016, 187, 163-170.
-
[20] J. X. Low, J. G. Yu, M. Jaroniec, S. Wageh, A. A. Al-Ghamdi, Adv. Mater., 2017, 29, 1601694.
-
[21] J. L. Lv, J. F. Zhang, K. Dai, C. H. Liang, G. P. Zhu, Z. L. Wang, Z. Li, Dalton Trans., 2017, 46, 11335-11343.
-
[22] X. Y. Sun, R. Wang, D. S. Su, Chin. J. Catal., 2013, 34, 508-523.
-
[23] K. Dai, L. H. Lu, C. H. Liang, G. P. Zhu, Q. Z. Liu, L. Geng, J. Q. He, Dalton Trans., 2015, 44, 7903-7910.
-
[24] K. Dai, L. H. Lu, Q. Liu, G. P. Zhu, X. Q. Wei, J. Bai, L. L. Xuan, H. Wang, Dalton Trans., 2014, 43, 6295-6299.
-
[25] J. Luo, X. S. Zhou, L. Ma, X. Y. Xu, Appl. Surf. Sci., 2016, 390, 357-367.
-
[26] J. F. Zhang, S. Wageh, A. Al-Ghamdi, J. G. Yu, Appl. Catal. B, 2016, 192, 101-107.
-
[27] Q. J. Xiang, B. Cheng, J. G. Yu, Appl. Catal. B, 2013, 138-139, 299-303.
-
[28] S. Farhadi, F. Siadatnasab, Chin. J. Catal., 2016, 37, 1487-1495.
-
[29] K. Dai, L. H. Lu, C. H. Liang, G. P. Zhu, L. Geng, RSC Adv., 2014, 4, 62751-62758.
-
[30] N. Guo, H. Y. Li, X. J. Xu, H. W. Yu, Appl. Surf. Sci., 2016, 389, 227-239.
-
[31] 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.
-
[32] Z. L. Wang, J. F. Zhang, J. L. Lv, K. Dai, C. H. Liang, Appl. Surf. Sci., 2017, 396, 791-798.
-
[33] J. Jin, J. G. Yu, D. P. Guo, C. Cui, W. K. Ho, Small, 2015, 11, 5262-5271.
-
[34] K. L. He, J. Xie, X. Y. Luo, J. Q. Wen, S. Ma, X. Li, Y. P. Fang, X. C. Zhang, Chin. J. Catal., 2017, 38, 240-252.
-
[35] Z. L. Wang, J. L. Lv, K. Dai, L. H. Lu, C. H. Liang, L. Geng, Mater. Lett., 2016, 169, 250-253.
-
[36] J. X. Low, J. G. Yu, Q. Li, B. Cheng, Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, 16, 1111-1120.
-
[37] M. J. Chen, Y. Huang, S. C. Lee, Chin. J. Catal., 2017, 38, 348-356.
-
[38] Z. L. Wang, J. L. Lv, J. F. Zhang, K. Dai, C. H. Liang, Appl. Surf. Sci., 2017, http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.1006.1093.
-
[39] P. Zhou, J. G. Yu, M. Jaroniec, Adv. Mater., 2014, 26, 4920-4935.
-
[40] J. X. Low, C. J. Jiang, B. Cheng, S. Wageh, A.A. Al-Ghamdi, J. G. Yu, Small Methods, 2017, 1, 1700080.
-
[41] W. L. Yu, J. X. Chen, T. T. Shang, L. F. Chen, L. Gu, T. Y. Peng, Appl. Catal. B, 2017, 219, 693-704.
-
[42] W. L. Yu, D. F. Xu, T. Y. Peng, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 19936-19947.
-
[43] M. Cui, J. X. Yu, H. J. Lin, Y. Wu, L. H. Zhao, Y. M. He, Appl. Surf. Sci., 2016, 387, 912-920.
-
[44] L. Cai, H. Jiang, L. X. Wang, Appl. Surf. Sci., 2017, 420, 43-52.
-
[45] H. Tang, Y. H. Fu, S. F. Chang, S. Y. Xie, G. G. Tang, Chin. J. Catal., 2017, 38, 337-347.
-
[46] P. Wang, S. Q. Xu, Y. Xia, X. F. Wang, H. G. Yu, J. G. Yu, Phys. Chem. Chem. Phys., 2017, 19, 10309-10316.
-
[47] Q. J. Xiang, D. Lang, T. T. Shen, F. Liu, Appl. Catal. B, 2015, 162, 196-203.
-
[48] L. Pan, J. W. Zhang, X. Jia, Y. H. Ma, X. W. Zhang, L. Wang, J. J. Zou, Chin. J. Catal., 2017, 38, 253-259.
-
[49] Y. N. Liu, R. X. Wang, Z. K. Yang, H. Du, Y. F. Jiang, C. C. Shen, K. Liang, A. W. Xu, Chin. J. Catal., 2015, 36, 2135-2144.
-
[50] J. L. Lv, K. Dai, J. F. Zhang, L. Geng, C. H. Liang, Q. C. Liu, G. P. Zhu, C. Chen, Appl. Surf. Sci., 2015, 358, 377-384.
-
[51] S. Singh, R. Sharma, B. R. Mehta, Appl. Surf. Sci., 2017, 411, 321-330.
-
[52] J. Jiang, K. Zhao, X. Y. Xiao, L. Z. Zhang, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 4473-4476.
-
[53] J. Di, J. X. Xia, M. X. Ji, B. Wang, S. Yin, Q. Zhang, Z. G. Chen, H. M. Li, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 20111-20123.
-
[54] W. J. Ong, L. L. Tan, Y. H. Ng, S. T. Yong, S. P. Chai, Chem. Rev., 2016, 116, 7159-7329.
-
[55] C. L. Tan, X. H. Cao, X. J. Wu, Q. Y. He, J. Yang, X. Zhang, J. Z. Chen, W. Zhao, S. K. Han, G. H. Nam, M. Sindoro, H. Zhang, Chem. Rev., 2017, 117, 6225-6331.
-
[56] X. K. Kong, Q. C. Liu, C. L. Zhang, Z. M. Peng, Q. W. Chen, Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 2127-2157.
-
[57] Y. G. Zhou, Y. Zhang, M. S. Lin, J. L. Long, Z. Z. Zhang, H. X. Lin, X. X. Wang, Y. F. Zhang, J. C. S. Wu, Nat. Commun., 2015, 6, 8340.
-
[58] J. J. Wang, L. Tang, G. M. Zeng, Y. C. Deng, Y. N. Liu, L. L. Wang, Y. Y. Zhou, Z. Guo, J. J. Wang, C. Zhang, Appl. Catal. B, 2017, 209, 285-294.
-
[59] J. G. Hou, S. Y. Cao, Y. Z. Wu, F. Liang, Y. F. Sun, Z. S. Lin, L. C. Sun, Nano Energy, 2017, 32, 359-366.
-
[60] Z. L. Wang, K. Dai, C. H. Liang, J. F. Zhang, G. P. Zhu, Mater. Lett., 2017, 196, 373-376.
-
[61] D. B. Xu, W. D. Shi, C. J. Song, M. Chen, S. B. Yang, W. Q. Fan, B. Y. Chen, Appl. Catal. B, 2016, 191, 228-234.
-
[62] Y. Y. Bai, Y. Lu, J. K. Liu, J. Hazard. Mater., 2016, 307, 26-35.
-
[63] K. Dai, L. H. Lu, J. Dong, Z. Y. Ji, G. P. Zhu, Q. Z. Liu, Z. Liu, Y. X. Zhang, D. P. Li, C. H. Liang, Dalton Trans., 2013, 42, 4657-4662.
-
[64] X. J. Guan, L. J. Guo, ACS Catal., 2014, 4, 3020-3026.
-
[65] Y. S. Xu, W. D. Zhang, Dalton Trans., 2013, 42, 1094-1101.
-
[66] Y. Peng, Q. G. Chen, D. Wang, H. Y. Zhou, A. W. Xu, CrystEngComm, 2015, 17, 569-576.
-
[67] X. H. Hu, Q. Zhu, X. L. Wang, N. Kawazoe, Y. Yang, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 17858-17865.
-
[68] W. R. Cao, Y. T. An, L. F. Chen, Z. W. Qi, J. Alloys Compd., 2017, 701, 350-357.
-
[69] X. Y. Kong, Y. Y. Choo, S. P. Chai, A. K. Soh, A. R. Mohamed, Chem. Commun., 2016, 52, 14242-14245.
-
[70] L. Ge, J. Liu, Appl. Catal. B, 2011, 105, 289-297.
-
[71] M. L. Li, L. X. Zhang, X. Q. Fan, Y. J. Zhou, M. Y. Wu, J. L. Shi, J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 5189-5196.
-
[72] J. L. Lv, K. Dai, J. F. Zhang, L. H. Lu, C. H. Liang, L. Geng, Z. L. Wang, G. Y. Yuan, G. P. Zhu, Appl. Surf. Sci., 2017, 391, 507-515.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 4
- 文章访问数: 1414
- HTML全文浏览量: 134

下载: