Bi2MoO6/BiVO4异质结的水热合成和可见光催化活性

林雪 郭晓宇 王庆伟 常利民 翟宏菊

引用本文: 林雪, 郭晓宇, 王庆伟, 常利民, 翟宏菊. Bi2MoO6/BiVO4异质结的水热合成和可见光催化活性[J]. 物理化学学报, 2014, 30(11): 2113-2120. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409052 shu
Citation:  LIN Xue, GUO Xiao-Yu, WANG Qing-Wei, CHANG Li-Min, ZHAI Hong-Ju. Hydrothermal Synthesis and Efficient Visible Light Photocatalytic Activity of Bi2MoO6/BiVO4 Heterojunction[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(11): 2113-2120. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409052 shu

Bi2MoO6/BiVO4异质结的水热合成和可见光催化活性

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21407059, 61308095) (21407059, 61308095)

    吉林省科技发展计划项目(20130522071JH, 20130102004JC, 20140101160JC)资助 (20130522071JH, 20130102004JC, 20140101160JC)

摘要:

采用一步水热法制备Bi2MoO6/BiVO4复合光催化剂. 利用X 射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对其晶体结构和微观结构进行了表征. 结果表明, Bi2MoO6纳米粒子沉积在BiVO4纳米片表面从而形成异质结结构. 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明所制备的Bi2MoO6/BiVO4异质结较纯相Bi2MoO6和BiVO4对可见光吸收更强. 由于形成异质结结构及其光吸收性能使Bi2MoO6/BiVO4 光催化活性有较大提高. 可见光下(λ>420 nm)光催化降解罗丹明B (RhB)实验结果表明,Bi2MoO6/BiVO4光催化活性较纯相Bi2MoO6和BiVO4高. Bi2MoO6/BiVO4样品光催化性能提高的原因是Bi2MoO6和BiVO4形成异质结, 从而有效抑制光生电子-空穴对的复合, 增大了可见光吸收范围及比表面积.

English

    1. [1]

      (1) Hu, Y. F.; Li, Y. X.; Peng, S. Q.; Lü, G. X.; Li, S. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (11), 2071. [胡元方, 李越湘, 彭绍琴, 吕功煊, 李树本. 物理化学学报, 2008, 24 (11), 2071.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20081123

      (1) Hu, Y. F.; Li, Y. X.; Peng, S. Q.; Lü, G. X.; Li, S. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (11), 2071. [胡元方, 李越湘, 彭绍琴, 吕功煊, 李树本. 物理化学学报, 2008, 24 (11), 2071.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20081123

    2. [2]

      (2) Mao, Y. B.; Wong, S. S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8217. doi: 10.1021/ja0607483(2) Mao, Y. B.; Wong, S. S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8217. doi: 10.1021/ja0607483

    3. [3]

      (3) Li, B. X.; Wang, Y. F.; Liu, T. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (12), 2946. [李本侠, 王艳芬, 刘同宣. 物理化学学报, 2011, 27 (12), 2946.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112946(3) Li, B. X.; Wang, Y. F.; Liu, T. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (12), 2946. [李本侠, 王艳芬, 刘同宣. 物理化学学报, 2011, 27 (12), 2946.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112946

    4. [4]

      (4) Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37. doi: 10.1038/238037a0(4) Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37. doi: 10.1038/238037a0

    5. [5]

      (5) Lu, S. Y.;Wu, D.;Wang, Q. L.; Yan, J. H.; Buekens, A. G.; Cen, K. F. Chemosphere 2011, 82, 1215. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.12.034(5) Lu, S. Y.;Wu, D.;Wang, Q. L.; Yan, J. H.; Buekens, A. G.; Cen, K. F. Chemosphere 2011, 82, 1215. doi: 10.1016/j.chemosphere.2010.12.034

    6. [6]

      (6) Huang, C. X.; Zhu, K. R.; Qi, M. Y.; Zhuang, Y. L.; Cheng, C. J. Phys. Chem. Solids 2012, 73, 757.(6) Huang, C. X.; Zhu, K. R.; Qi, M. Y.; Zhuang, Y. L.; Cheng, C. J. Phys. Chem. Solids 2012, 73, 757.

    7. [7]

      (7) Hasanpour, A.; Niyaifar, M.; Mohammadpour, H.; Amighian, J. J. Phys. Chem. Solids 2012, 73, 1066. doi: 10.1016/j.jpcs.2012.04.003(7) Hasanpour, A.; Niyaifar, M.; Mohammadpour, H.; Amighian, J. J. Phys. Chem. Solids 2012, 73, 1066. doi: 10.1016/j.jpcs.2012.04.003

    8. [8]

      (8) Lin, Y.; Geng, Z. G.; Cai, H. B.; Ma, L.; Chen, J.; Zeng, J.; Pan, N.;Wang, X. Q. Eur. J. Inorg. Chem. 2012, 28, 4439.(8) Lin, Y.; Geng, Z. G.; Cai, H. B.; Ma, L.; Chen, J.; Zeng, J.; Pan, N.;Wang, X. Q. Eur. J. Inorg. Chem. 2012, 28, 4439.

    9. [9]

      (9) Dai, Y. Q.; Jing, Y.; Zeng, J.; Qi, Q.;Wang, C. L.; ldfeld, D.; Xu, C. H.; Zheng, Y. P.; Sun, Y. M. J. Mater. Chem. 2011, 21, 18174. doi: 10.1039/c1jm13641k(9) Dai, Y. Q.; Jing, Y.; Zeng, J.; Qi, Q.;Wang, C. L.; ldfeld, D.; Xu, C. H.; Zheng, Y. P.; Sun, Y. M. J. Mater. Chem. 2011, 21, 18174. doi: 10.1039/c1jm13641k

    10. [10]

      (10) Yan, Y.; Sun, S. F.; Song, Y.; Yan, X.; Guan,W. S.; Liu, X. L.; Shi,W. D. J. Hazard. Mater. 2013, 250-251, 106.(10) Yan, Y.; Sun, S. F.; Song, Y.; Yan, X.; Guan,W. S.; Liu, X. L.; Shi,W. D. J. Hazard. Mater. 2013, 250-251, 106.

    11. [11]

      (11) Wang, X. K.; Li, G. C.; Ding, J.; Peng, H. R.; Chen, K. Z. Mater. Res. Bull. 2012, 47, 3814. doi: 10.1016/j.materresbull. 2012.04.082(11) Wang, X. K.; Li, G. C.; Ding, J.; Peng, H. R.; Chen, K. Z. Mater. Res. Bull. 2012, 47, 3814. doi: 10.1016/j.materresbull. 2012.04.082

    12. [12]

      (12) Lin, X.; Li, H. J.; Yu, L. L.; Zhao, H.; Yan, Y. S.; Liu, C. B.; Zhai, H. J. Mater. Res. Bull. 2013, 48, 4424. doi: 10.1016/j.materresbull.2013.06.075(12) Lin, X.; Li, H. J.; Yu, L. L.; Zhao, H.; Yan, Y. S.; Liu, C. B.; Zhai, H. J. Mater. Res. Bull. 2013, 48, 4424. doi: 10.1016/j.materresbull.2013.06.075

    13. [13]

      (13) Lin, X.; Lv, P.; Guan, Q. F.; Li, H. B.; Zhai, H. J.; Liu, C. B. Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 7146. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.04.019(13) Lin, X.; Lv, P.; Guan, Q. F.; Li, H. B.; Zhai, H. J.; Liu, C. B. Appl. Surf. Sci. 2012, 258, 7146. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.04.019

    14. [14]

      (14) Zhang, L.W.;Wang, Y. J.; Cheng, H. Y.; Yao,W. Q.; Zhu, Y. F. Adv. Mater. 2009, 21, 1286. doi: 10.1002/adma.v21:12(14) Zhang, L.W.;Wang, Y. J.; Cheng, H. Y.; Yao,W. Q.; Zhu, Y. F. Adv. Mater. 2009, 21, 1286. doi: 10.1002/adma.v21:12

    15. [15]

      (15) Zhuo, Y. Q.; Huang, J. F.; Cao, L. Y.; Ouyang, H. B.;Wu, J. P. Mater. Lett. 2013, 90, 107. doi: 10.1016/j.matlet.2012.09.009(15) Zhuo, Y. Q.; Huang, J. F.; Cao, L. Y.; Ouyang, H. B.;Wu, J. P. Mater. Lett. 2013, 90, 107. doi: 10.1016/j.matlet.2012.09.009

    16. [16]

      (16) Tian, G. H.; Chen, Y. J.; Meng, X. Y.; Zhou, J.; Zhou,W.; Pan, K.; Tian, C. G.; Ren, Z. Y.; Fu, H. G. ChemPlusChem 2013, 78, 117. doi: 10.1002/cplu.201200198(16) Tian, G. H.; Chen, Y. J.; Meng, X. Y.; Zhou, J.; Zhou,W.; Pan, K.; Tian, C. G.; Ren, Z. Y.; Fu, H. G. ChemPlusChem 2013, 78, 117. doi: 10.1002/cplu.201200198

    17. [17]

      (17) Zhang, A. P.; Zhang, J. Z. Appl. Surf. Sci. 2010, 256, 3224. doi: 10.1016/j.apsusc.2009.12.009(17) Zhang, A. P.; Zhang, J. Z. Appl. Surf. Sci. 2010, 256, 3224. doi: 10.1016/j.apsusc.2009.12.009

    18. [18]

      (18) Cao, S.W.; Yin, Z.; Barber, J.; Boey, F. Y. C.; Loo, S. C. J.; Xue, C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 418. doi: 10.1021/am201481b(18) Cao, S.W.; Yin, Z.; Barber, J.; Boey, F. Y. C.; Loo, S. C. J.; Xue, C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 418. doi: 10.1021/am201481b

    19. [19]

      (19) Zhang, J. Y.;Wang, Y. H.; Zhang, J.; Lin, Z.; Huang, F.; Yu, J. G. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 1031. doi: 10.1021/am302726y(19) Zhang, J. Y.;Wang, Y. H.; Zhang, J.; Lin, Z.; Huang, F.; Yu, J. G. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 1031. doi: 10.1021/am302726y

    20. [20]

      (20) Yuan, B.;Wang, C. H.; Qi, Y.; Song, X. L.; Mu, K.; Guo, P.; Meng, L. T. Colloid Surface A 2013, 425, 99. doi: 10.1016/j.colsurfa.2013.02.058(20) Yuan, B.;Wang, C. H.; Qi, Y.; Song, X. L.; Mu, K.; Guo, P.; Meng, L. T. Colloid Surface A 2013, 425, 99. doi: 10.1016/j.colsurfa.2013.02.058

    21. [21]

      (21) Ge, L.; Liu, J. Mater. Lett. 2011, 65, 1828. doi: 10.1016/j.matlet.2011.03.066(21) Ge, L.; Liu, J. Mater. Lett. 2011, 65, 1828. doi: 10.1016/j.matlet.2011.03.066

    22. [22]

      (22) Chatchai, P.; Kishioka, S. Y.; Murakami, Y.; Nosaka, A. Y.; Nosaka, Y. Electrochimica Acta 2010, 55, 592. doi: 10.1016/j.electacta.2009.09.032(22) Chatchai, P.; Kishioka, S. Y.; Murakami, Y.; Nosaka, A. Y.; Nosaka, Y. Electrochimica Acta 2010, 55, 592. doi: 10.1016/j.electacta.2009.09.032

    23. [23]

      (23) Zhang, X. F.; ng, Y.; Dong, X. L.; Zhang, X. X.; Ma, C.; Shi, F. Mater. Chem. Phys. 2012, 136, 472. doi: 10.1016/j.matchemphys.2012.07.013(23) Zhang, X. F.; ng, Y.; Dong, X. L.; Zhang, X. X.; Ma, C.; Shi, F. Mater. Chem. Phys. 2012, 136, 472. doi: 10.1016/j.matchemphys.2012.07.013

    24. [24]

      (24) Zhang, F. J.; Zhu, S. F.; Xie, F. Z.; Zhang, J.; Meng, Z. D. Sep. Purif. Technol. 2013, 113, 1. doi: 10.1016/j.seppur.2013.04.008(24) Zhang, F. J.; Zhu, S. F.; Xie, F. Z.; Zhang, J.; Meng, Z. D. Sep. Purif. Technol. 2013, 113, 1. doi: 10.1016/j.seppur.2013.04.008

    25. [25]

      (25) Tian, Y. L.; Chang, B. B.; Lu, J. L.; Fu, J.; Xi, F. N.; Dong, X. P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 7079. doi: 10.1021/am4013819(25) Tian, Y. L.; Chang, B. B.; Lu, J. L.; Fu, J.; Xi, F. N.; Dong, X. P. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 7079. doi: 10.1021/am4013819

    26. [26]

      (26) Wang, S.; Yi, L. X.; Halpert, J. E.; Lai, X. Y.; Liu, Y. Y.; Cao, H. B.;Yu, R. B.;Wang, D.; Li, Y. L. Small 2012, 8, 265. doi: 10.1002/smll.v8.2(26) Wang, S.; Yi, L. X.; Halpert, J. E.; Lai, X. Y.; Liu, Y. Y.; Cao, H. B.;Yu, R. B.;Wang, D.; Li, Y. L. Small 2012, 8, 265. doi: 10.1002/smll.v8.2

    27. [27]

      (27) Du, J.; Lai, X. Y.; Yang, N. L.; Zhai, J.; Kisailus, D.; Su, F. B.; Wang, D.; Jiang, L. ACS Nano 2011, 5, 590. doi: 10.1021/nn102767d(27) Du, J.; Lai, X. Y.; Yang, N. L.; Zhai, J.; Kisailus, D.; Su, F. B.; Wang, D.; Jiang, L. ACS Nano 2011, 5, 590. doi: 10.1021/nn102767d

    28. [28]

      (28) Yang, N. L.; Liu, Y. Y.;Wen, H.; Tang, Z. Y.; Zhao, H. J.; Li, Y. L.;Wang, D. ACS Nano 2013, 7, 1504. doi: 10.1021/nn305288z(28) Yang, N. L.; Liu, Y. Y.;Wen, H.; Tang, Z. Y.; Zhao, H. J.; Li, Y. L.;Wang, D. ACS Nano 2013, 7, 1504. doi: 10.1021/nn305288z

    29. [29]

      (29) Yu, C. L.; Li, G.; Kumar, S.; Yang, K.; Jin, R. C. Adv. Mater. 2014, 26, 892(30) Sun, Y.; Xie, Y.;Wu, C.; Long, R. Cryst. Growth Des. 2010, 10, 602. doi: 10.1021/cg900988j(29) Yu, C. L.; Li, G.; Kumar, S.; Yang, K.; Jin, R. C. Adv. Mater. 2014, 26, 892(30) Sun, Y.; Xie, Y.;Wu, C.; Long, R. Cryst. Growth Des. 2010, 10, 602. doi: 10.1021/cg900988j

    30. [30]

      (31) Shang, M.;Wang,W. Z.; Sun, S. M.; Ren, J.; Zhou, L.; Zhang, L. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20228. doi: 10.1021/jp9067729(31) Shang, M.;Wang,W. Z.; Sun, S. M.; Ren, J.; Zhou, L.; Zhang, L. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20228. doi: 10.1021/jp9067729

    31. [31]

      (32) Wu, S. Y.; Zheng, H.; Lian, Y.W.;Wu, Y. Y. Mater. Res. Bull. 2013, 48, 2901. doi: 10.1016/j.materresbull.2013.04.041(32) Wu, S. Y.; Zheng, H.; Lian, Y.W.;Wu, Y. Y. Mater. Res. Bull. 2013, 48, 2901. doi: 10.1016/j.materresbull.2013.04.041

    32. [32]

      (33) Yan, H. J.; Yang, H. X. J. Alloy. Compd. 2011, 509, L26.(33) Yan, H. J.; Yang, H. X. J. Alloy. Compd. 2011, 509, L26.

    33. [33]

      (34) Xu, H.; Yan, J.; Xu, Y. G.; Song, Y. H.; Li, H. M.; Xia, J. X.; Huang, C. J.;Wan, H. L. Appl. Catal. B: Environ. 2013, 129, 182. doi: 10.1016/j.apcatb.2012.08.015(34) Xu, H.; Yan, J.; Xu, Y. G.; Song, Y. H.; Li, H. M.; Xia, J. X.; Huang, C. J.;Wan, H. L. Appl. Catal. B: Environ. 2013, 129, 182. doi: 10.1016/j.apcatb.2012.08.015

    34. [34]

      (35) Li, T. T.; Zhao, L. H.; He, Y. M.; Cai, J.; Luo, M. F.; Lin, J. J. Appl. Catal. B: Environ. 2013, 129, 255. doi: 10.1016/j.apcatb.2012.09.031(35) Li, T. T.; Zhao, L. H.; He, Y. M.; Cai, J.; Luo, M. F.; Lin, J. J. Appl. Catal. B: Environ. 2013, 129, 255. doi: 10.1016/j.apcatb.2012.09.031

    35. [35]

      (36) Wang, S. M.; Li, D. L.; Sun, C.; Yang, S. G.; Guan, Y.; He, H. Appl. Catal. B: Environ. 2014, 144, 885. doi: 10.1016/j.apcatb.2013.08.008(36) Wang, S. M.; Li, D. L.; Sun, C.; Yang, S. G.; Guan, Y.; He, H. Appl. Catal. B: Environ. 2014, 144, 885. doi: 10.1016/j.apcatb.2013.08.008

    36. [36]

      (37) Lin, X.; Yu, L. L.; Yan, L. N.; Li, H. J.; Yan, Y. S.; Liu, C. B.; Zhai, H. J. Solid State Sci. 2014, 32, 61. doi: 10.1016/j.solidstatesciences.2014.03.018(37) Lin, X.; Yu, L. L.; Yan, L. N.; Li, H. J.; Yan, Y. S.; Liu, C. B.; Zhai, H. J. Solid State Sci. 2014, 32, 61. doi: 10.1016/j.solidstatesciences.2014.03.018

    37. [37]

      (38) Zhang, M. Y.; Shao, C. L.; Mu, J. B.; Zhang, Z. Y.; Guo, Z. C.; Zhang, P.; Liu, Y. C. CrystEngComm 2012, 14, 605. doi: 10.1039/c1ce05974b(38) Zhang, M. Y.; Shao, C. L.; Mu, J. B.; Zhang, Z. Y.; Guo, Z. C.; Zhang, P.; Liu, Y. C. CrystEngComm 2012, 14, 605. doi: 10.1039/c1ce05974b

    38. [38]

      (39) Jiang, D. L.; Chen, L. L.; Zhu, J. J.; Chen, M.; Shi,W. D.; Xie, J. M. Dalton Trans. 2013, 42, 15726. doi: 10.1039/c3dt52008k(39) Jiang, D. L.; Chen, L. L.; Zhu, J. J.; Chen, M.; Shi,W. D.; Xie, J. M. Dalton Trans. 2013, 42, 15726. doi: 10.1039/c3dt52008k

    39. [39]

      (40) Zhang, S. Q.; Yang, Y. X.; Guo, Y. N.; Guo,W.;Wang, M.; Guo, Y. H.; Huo, M. X. J. Hazard. Mater. 2013, 261, 235. doi: 10.1016/j.jhazmat.2013.07.025

      (40) Zhang, S. Q.; Yang, Y. X.; Guo, Y. N.; Guo,W.;Wang, M.; Guo, Y. H.; Huo, M. X. J. Hazard. Mater. 2013, 261, 235. doi: 10.1016/j.jhazmat.2013.07.025

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  715
  • 文章访问数:  912
  • HTML全文浏览量:  19
文章相关
  • 发布日期:  2014-10-30
  • 收稿日期:  2014-06-30
  • 网络出版日期:  2014-09-05
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