C@CdS/埃洛石纳米管复合光催化剂一步热解法的制备及光降解性能

邢伟男 倪良 颜学升 刘馨琳 罗莹莹 逯子扬 闫永胜 霍鹏伟

引用本文: 邢伟男, 倪良, 颜学升, 刘馨琳, 罗莹莹, 逯子扬, 闫永胜, 霍鹏伟. C@CdS/埃洛石纳米管复合光催化剂一步热解法的制备及光降解性能[J]. 物理化学学报, 2014, 30(1): 141-149. doi: 10.3866/PKU.WHXB201311211 shu
Citation:  XING Wei-Nan, NI Liang, YAN Xue-Sheng, LIU Xin-Lin, LUO Ying-Ying, LU Zi-Yang, YAN Yong-Sheng, HUO Peng-Wei. Preparation of C@CdS/Halloysite Nanotube Composite Photocatalyst Using One-Step Pyrolytic Method and Its Photodegradation Properties[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(1): 141-149. doi: 10.3866/PKU.WHXB201311211 shu

C@CdS/埃洛石纳米管复合光催化剂一步热解法的制备及光降解性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21207053),江苏省自然科学基金(SBK2011460),博士后科学基金(2011M500861,2012M511219,2011M500869) (21207053),江苏省自然科学基金(SBK2011460),博士后科学基金(2011M500861,2012M511219,2011M500869)

    江苏大学研究生创新项目(CXLX12_0634)资助 (CXLX12_0634)

摘要:

通过一步热解法合成了一种新的复合光催化剂C@CdS/埃洛石纳米管(HNTs). 用扫描电镜(SEM),X射线能谱(EDS),透射电镜(TEM),X 射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),傅里叶变换红外(FT-IR)光谱,比表面积和拉曼光谱(RS)对材料进行表征. 利用可见光下降解四环素探究了C@CdS/HNTs 的光催化活性. 结果表明,所制备的不同热解温度的样品中,400 ℃热解温度下的样品降解四环素效果最好,可见光照射60 min 降解率能达到86%. 此外,得益于碳层、CdS和HNTs 的共同作用,光催化剂展示了很好的稳定性. 放置一年对催化活性没有任何影响,并且经过三次循环实验,光催化剂活性没有很大变化. 最后讨论了光催化剂的制备机理,并且对光催化降解过程的中间产物进行了分析.

English

    1. [1]

      (1) Marshall, B. M.; Levy, S. B. Clin. Microbiol. Rev. October2011, 24, 718. doi: 10.1128/CMR.00002-11

      (1) Marshall, B. M.; Levy, S. B. Clin. Microbiol. Rev. October2011, 24, 718. doi: 10.1128/CMR.00002-11

    2. [2]

      (2) Baquero, F.; Martínez, J. L.; Canton, R. Curr. Opin. Biotechnol.2008, 19, 260. doi: 10.1016/j.copbio.2008.05.006(2) Baquero, F.; Martínez, J. L.; Canton, R. Curr. Opin. Biotechnol.2008, 19, 260. doi: 10.1016/j.copbio.2008.05.006

    3. [3]

      (3) Jiao, S. J.; Zheng, S. R.; Yin, D. Q.;Wang, L. H.; Chen, L. Y.Chemosphere 2008, 73, 377.(3) Jiao, S. J.; Zheng, S. R.; Yin, D. Q.;Wang, L. H.; Chen, L. Y.Chemosphere 2008, 73, 377.

    4. [4]

      (4) Zhao, C.; Deng, H. P.; Li, Y.; Liu, Z. Z. J. Hazard. Mater. 2010,176, 884. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.11.119(4) Zhao, C.; Deng, H. P.; Li, Y.; Liu, Z. Z. J. Hazard. Mater. 2010,176, 884. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.11.119

    5. [5]

      (5) Pereira, J. H. O. S.; Vilar, V. J. P.; Borges, M. T.; nzález, O.;Esplugas, S.; Boaventura, R. A. R. Sol. Energy 2011, 85, 2732.doi: 10.1016/j.solener.2011.08.012(5) Pereira, J. H. O. S.; Vilar, V. J. P.; Borges, M. T.; nzález, O.;Esplugas, S.; Boaventura, R. A. R. Sol. Energy 2011, 85, 2732.doi: 10.1016/j.solener.2011.08.012

    6. [6]

      (6) Lin, X.; Yu, L. L.; Yan, L, N.; Guan, Q. F.; Yan, Y. S.; Zhao, H.Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 1771. [林雪, 于丽丽, 闫丽娜, 关庆丰, 闫永胜, 赵晗. 物理化学学报, 2013, 29, 1771.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201305131(6) Lin, X.; Yu, L. L.; Yan, L, N.; Guan, Q. F.; Yan, Y. S.; Zhao, H.Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 1771. [林雪, 于丽丽, 闫丽娜, 关庆丰, 闫永胜, 赵晗. 物理化学学报, 2013, 29, 1771.]doi: 10.3866/PKU.WHXB201305131

    7. [7]

      (7) Nayak, J.; Sahu, S. N.; Kasuya, J.; Nozaki, S. Appl. Surf. Sci.2008, 254, 7215. doi: 10.1016/j.apsusc.2008.05.268(7) Nayak, J.; Sahu, S. N.; Kasuya, J.; Nozaki, S. Appl. Surf. Sci.2008, 254, 7215. doi: 10.1016/j.apsusc.2008.05.268

    8. [8]

      (8) Shi, J.W.; Yan, X.; Cui, H. J.; Zong, X.; Fu, M. L.; Chen, S. H.;Wang, L. Z. J. Mol. Catal. A: Chem. 2012, 356, 53. doi: 10.1016/j.molcata.2012.01.001(8) Shi, J.W.; Yan, X.; Cui, H. J.; Zong, X.; Fu, M. L.; Chen, S. H.;Wang, L. Z. J. Mol. Catal. A: Chem. 2012, 356, 53. doi: 10.1016/j.molcata.2012.01.001

    9. [9]

      (9) Barpuzary, D.; Khan, Z.; Vinothkumar, N.; De, M.; Qureshi, M.J. Phys. Chem. C 2012, 116, 150.(9) Barpuzary, D.; Khan, Z.; Vinothkumar, N.; De, M.; Qureshi, M.J. Phys. Chem. C 2012, 116, 150.

    10. [10]

      (10) Ryu, S. Y.; Balcerski,W.; Lee, T. K.; Hoffmann, M. R. J. Phys.Chem. C 2007, 111, 18195. doi: 10.1021/jp074860e(10) Ryu, S. Y.; Balcerski,W.; Lee, T. K.; Hoffmann, M. R. J. Phys.Chem. C 2007, 111, 18195. doi: 10.1021/jp074860e

    11. [11]

      (11) Zhang, H.; Zhu, Y. F. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 5822. doi: 10.1021/jp910930t(11) Zhang, H.; Zhu, Y. F. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 5822. doi: 10.1021/jp910930t

    12. [12]

      (12) Guo, Y.;Wang, H. S.; He, C. L. Langmuir 2009, 25, 4678. doi: 10.1021/la803530h(12) Guo, Y.;Wang, H. S.; He, C. L. Langmuir 2009, 25, 4678. doi: 10.1021/la803530h

    13. [13]

      (13) Zhong, J.; Chen, F.; Zhan, J. L. J. Phys. Chem. C 2010, 114,933. doi: 10.1021/jp909835m(13) Zhong, J.; Chen, F.; Zhan, J. L. J. Phys. Chem. C 2010, 114,933. doi: 10.1021/jp909835m

    14. [14]

      (14) Yang, H. P.; Zhang, Y. C.; Fu, X. F.; Song, S. S.;Wu, J. M. ActaPhys. -Chim. Sin. 2013, 29, 1327. [杨汉培, 张颖超, 傅小飞,宋双双, 吴俊明. 物理化学学报, 2013, 29, 1327.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201303212(14) Yang, H. P.; Zhang, Y. C.; Fu, X. F.; Song, S. S.;Wu, J. M. ActaPhys. -Chim. Sin. 2013, 29, 1327. [杨汉培, 张颖超, 傅小飞,宋双双, 吴俊明. 物理化学学报, 2013, 29, 1327.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201303212

    15. [15]

      (15) Li, S. K.; Huang, F. Z.;Wang, Y.; Shen, Y. H.; Qiu, L. G.; Xie,A. J.; Xu, S. J. J. Mater. Chem. 2011, 21, 7459. doi: 10.1039/c0jm04569a(15) Li, S. K.; Huang, F. Z.;Wang, Y.; Shen, Y. H.; Qiu, L. G.; Xie,A. J.; Xu, S. J. J. Mater. Chem. 2011, 21, 7459. doi: 10.1039/c0jm04569a

    16. [16]

      (16) Gao, Z. Y.; Liu, N.;Wu, D. P.; Tao,W. G.; Xu, F.; Jiang, K.Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 2473. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.10.075(16) Gao, Z. Y.; Liu, N.;Wu, D. P.; Tao,W. G.; Xu, F.; Jiang, K.Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 2473. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.10.075

    17. [17]

      (17) Papoulis, D.; Komarneni, S.; Nikolopoulou, A.; Tsolis-Katagas,P.; Panagiotaras, D., Kacandes, H. G.; Zhang, P.; Yin, S.; Satoe,T.; Katsuk, H. Appl. Clay Sci. 2010, 50, 118. doi: 10.1016/j.clay.2010.07.013(17) Papoulis, D.; Komarneni, S.; Nikolopoulou, A.; Tsolis-Katagas,P.; Panagiotaras, D., Kacandes, H. G.; Zhang, P.; Yin, S.; Satoe,T.; Katsuk, H. Appl. Clay Sci. 2010, 50, 118. doi: 10.1016/j.clay.2010.07.013

    18. [18]

      (18) Pan, J. M.; Yao, H.; Xu, L. C.; Ou, H. X.; Huo, P.W.; Li, X. X.;Yan, Y. S. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 5440. doi: 10.1021/jp111120x(18) Pan, J. M.; Yao, H.; Xu, L. C.; Ou, H. X.; Huo, P.W.; Li, X. X.;Yan, Y. S. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 5440. doi: 10.1021/jp111120x

    19. [19]

      (19) Wang, L.; Chen, J. L.; Ge, L.; Zhu, Z. H.; Rudolph, V. EnergyFuels 2011, 25, 3408. doi: 10.1021/ef200719v(19) Wang, L.; Chen, J. L.; Ge, L.; Zhu, Z. H.; Rudolph, V. EnergyFuels 2011, 25, 3408. doi: 10.1021/ef200719v

    20. [20]

      (20) Vergaro, V.; Abdullayev, E.; Lvov, Y. M.; Zeitoun, A.; Cin lani,R.; Rinaldi, R.; Leporatti, S. Biomacromolecules 2010, 11,820. doi: 10.1021/bm9014446(20) Vergaro, V.; Abdullayev, E.; Lvov, Y. M.; Zeitoun, A.; Cin lani,R.; Rinaldi, R.; Leporatti, S. Biomacromolecules 2010, 11,820. doi: 10.1021/bm9014446

    21. [21]

      (21) Reshmi, R.; Sanjay, G.; Sugunan, S. Catal. Commun. 2006, 7,460. doi: 10.1016/j.catcom.2006.01.001(21) Reshmi, R.; Sanjay, G.; Sugunan, S. Catal. Commun. 2006, 7,460. doi: 10.1016/j.catcom.2006.01.001

    22. [22]

      (22) Zhao, M. F.; Liu, P. Microporous Mesoporous Mat. 2008, 112,419. doi: 10.1016/j.micromeso.2007.10.018(22) Zhao, M. F.; Liu, P. Microporous Mesoporous Mat. 2008, 112,419. doi: 10.1016/j.micromeso.2007.10.018

    23. [23]

      (23) Zhang, K. J.; Liu, X. H. J. Solid State Chem. 2011, 184, 2701.doi: 10.1016/j.jssc.2011.08.011(23) Zhang, K. J.; Liu, X. H. J. Solid State Chem. 2011, 184, 2701.doi: 10.1016/j.jssc.2011.08.011

    24. [24]

      (24) Wang, Q. Q.; Zhao, G. L.; Han, G. R. Mater. Lett. 2005, 59,2625. doi: 10.1016/j.matlet.2005.04.004(24) Wang, Q. Q.; Zhao, G. L.; Han, G. R. Mater. Lett. 2005, 59,2625. doi: 10.1016/j.matlet.2005.04.004

    25. [25]

      (25) Wang, R. J.; Jiang, G. H.; Ding, Y.W.;Wang, Y.; Sun, X. K.;Wang, X. H.; Chen,W. X. Appl. Mater. Interfaces 2011, 3,4154. doi: 10.1021/am201020q(25) Wang, R. J.; Jiang, G. H.; Ding, Y.W.;Wang, Y.; Sun, X. K.;Wang, X. H.; Chen,W. X. Appl. Mater. Interfaces 2011, 3,4154. doi: 10.1021/am201020q

    26. [26]

      (26) Bhattacharyya, S. Y.; Zitoun, D.; Gedanken, A. J. Phys. Chem.C 2008, 112, 7624. doi: 10.1021/jp801353w(26) Bhattacharyya, S. Y.; Zitoun, D.; Gedanken, A. J. Phys. Chem.C 2008, 112, 7624. doi: 10.1021/jp801353w

    27. [27]

      (27) Bhattacharyya, S. Y.; Estrin, Y.; Rich, D. H.; Zitoun, D.;Gedanken, A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 22002. doi: 10.1021/jp107083f(27) Bhattacharyya, S. Y.; Estrin, Y.; Rich, D. H.; Zitoun, D.;Gedanken, A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 22002. doi: 10.1021/jp107083f

    28. [28]

      (28) Mahendirana, C.; Maiyalaganb, T.; Scottb, K.; Gedanken, A.Mater. Chem. Phys. 2011, 128, 341. doi: 10.1016/j.matchemphys.2011.02.067(28) Mahendirana, C.; Maiyalaganb, T.; Scottb, K.; Gedanken, A.Mater. Chem. Phys. 2011, 128, 341. doi: 10.1016/j.matchemphys.2011.02.067

    29. [29]

      (29) Yang, H.; An, T. C.; Li, G. Y.; Song,W. H.; Cooper,W. J.; Luo,H. Y.; Guo, X. D. J. Hazard. Mater. 2010, 179, 834. doi: 10.1016/j.jhazmat.2010.03.079(29) Yang, H.; An, T. C.; Li, G. Y.; Song,W. H.; Cooper,W. J.; Luo,H. Y.; Guo, X. D. J. Hazard. Mater. 2010, 179, 834. doi: 10.1016/j.jhazmat.2010.03.079

    30. [30]

      (30) Wu, J.; Zhang, H.; Oturan, N.;Wang, Y.; Chen, L.; Oturan, M.A. Chemosphere 2012, 87, 614. doi: 10.1016/j.chemosphere.2012.01.036(30) Wu, J.; Zhang, H.; Oturan, N.;Wang, Y.; Chen, L.; Oturan, M.A. Chemosphere 2012, 87, 614. doi: 10.1016/j.chemosphere.2012.01.036

    31. [31]

      (31) Lu, Z. Y.; Huo, P.W.; Luo, Y. Y.; Liu, X. L.;Wu, D.; Gao, X.;Li, C. X.; Yan, Y. S. J. Mol. Catal. A: Chem. 2013, 378, 91.doi: 10.1016/j.molcata.2013.06.001

      (31) Lu, Z. Y.; Huo, P.W.; Luo, Y. Y.; Liu, X. L.;Wu, D.; Gao, X.;Li, C. X.; Yan, Y. S. J. Mol. Catal. A: Chem. 2013, 378, 91.doi: 10.1016/j.molcata.2013.06.001

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  559
  • 文章访问数:  1594
  • HTML全文浏览量:  86
文章相关
  • 发布日期:  2014-01-01
  • 收稿日期:  2013-07-15
  • 网络出版日期:  2013-11-21
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