ZnCuAl-LDH/Bi2MoO6 Nanocomposites with Improved Visible Light-Driven Photocatalytic Degradation

Yu Guiyun Hu Fengxian Cheng Weiwei Han Zitong Liu Chao Dai Yong

Citation:  Guiyun Yu, Fengxian Hu, Weiwei Cheng, Zitong Han, Chao Liu, Yong Dai. ZnCuAl-LDH/Bi2MoO6 Nanocomposites with Improved Visible Light-Driven Photocatalytic Degradation[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2020, 36(7): 191101. doi: 10.3866/PKU.WHXB201911016 shu

ZnCuAl-LDH/Bi2MoO6纳米复合材料的构建及其可见光催化降解性能

    通讯作者: 刘超, cliu@ycit.edu.cn
    戴勇, 123daiyong123@163.com
  • 基金项目:

    中国博士后科学基金 2018M632283

    国家自然科学基金 51902282

    国家自然科学基金(21603182, 51902282), 江苏省高等学校自然科学基金(16KJB150038)和中国博士后科学基金(2018M632283)资助项目

    江苏省高等学校自然科学基金 16KJB150038

    国家自然科学基金 21603182

摘要: 本工作采用稳态共沉淀法制备了ZnCuAl-LDH/Bi2MoO6 (LDH/Bi2MoO6)纳米复合材料,并研究了所得材料在可见光下降解污染物罗丹明B (RhB)的光催化性能。结果表明,所得LDH/Bi2MoO6纳米复合材料比单纯的ZnCuAl-LDH和Bi2MoO6具有显著提高的光催化活性和较好的稳定性。光催化性能的提高得益于异质结的形成以及高的比表面积,从而有利于光生电子-空穴对的有效分离和更多光催化活性位点的暴露。研究发现,在光降解过程中,所产生的•OH和O2•−是主要的反应性物种,而e和h+的贡献较少。基于实验结果,提出了一种可能的光催化机制。本工作提供了一种制备基于LDH和(或)Bi2MoO6纳米复合材料的方法,所得LDH/Bi2MoO6纳米复合材料可望作为一种可见光光催化剂,在净化环境和缓解资源短缺方面有潜在应用。

English

    1. [1]

      葛明, 谭勉勉, 崔广华.物理化学学报, 2014, 30, 2107. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409041Ge, M.; Tan, M. M.; Cui, G. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 2107. doi: 10.3866/PKU.WHXB201409041

    2. [2]

      Liu, C.; Zhu, H.; Zhu, Y.; Dong, P.; Hou, H.; Xu, Q.; Chen, X.; Xi, X.; Hou, W. Appl. Catal. B: Environ. 2018, 228, 54. doi: 10.1016/j.apcatb.2018.01.074

    3. [3]

      Ren, J.; Ouyang, S.; Chen, H.; Umezawa, N.; Lu, D.; Wang, D.; Xu, H.; Ye, J. Appl. Catal. B: Environ. 2015, 168, 243. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.12.021

    4. [4]

      Liu, C.; Gao, X.; Han, Z.; Sun, Y.; Feng, Y.; Yu, G.; Xi, X.; Zhang, Q.; Zou, Z. Nanomaters 2019, 9, 1503. doi: 10.3390/nano9101503

    5. [5]

      Zhang, M.; Shao, C.; Zhang, P.; Su, C.; Zhang, X.; Liang, P.; Sun, Y.; Liu, Y. J. Hazard. Mater. 2012, 225, 155. doi: 10.1016/j.jhazmat.2012.05.006

    6. [6]

      Reilly, L. M.; Sankar, G. S.; Catlow, C. R. A. J. Solid State Chem. 1999, 148, 178. doi: 10.1006/jssc.1999.8486

    7. [7]

      Pirovano, C.; Saiful, I. M.; Vannier, R.; Nowogrocki, G.; Mairesse, G. Solid State Ion. 2001, 140, 115. doi: 10.1016/S0167-2738(01)00699-3

    8. [8]

      Jin, S.; Hao, S.; Gan, Y.; Guo, W.; Li, H.; Hu, X.; Hou, H.; Zhang, G.; Yan, S.; Gao, W.; Liu, G. Mater. Chem. Phys. 2017, 199, 107. doi: 10.1016/j.matchemphys.2017.06.053

    9. [9]

      Du, X.; Wan, J.; Jia, J.; Pan, C.; Hu, X.; Fan, J.; Liu, E. Mater. Design. 2017, 119, 113. doi: 10.1016/j.matdes.2017.01.070

    10. [10]

      Seftel, E. M.; Puscasu, M. C.; Mertens, M.; Cool, P.; Garja, G. Appl. Catal. B: Environ. 2014, 150, 157. doi: 10.1016/j.apcatb.2013.12.019

    11. [11]

      Yan, T.; Sun, M.; Liu, H.; Wu, T.; Liu, X.; Yan, Q.; Xu, W.; Du, B. J. Alloy. Compd. 2015, 634, 223. doi: 10.1016/j.jallcom.2015.02.064

    12. [12]

      Xu, Y.; Zhang, W. Appl. Catal. B: Environ. 2013, 140, 306. doi: 10.1016/j.apcatb.2013.04.019

    13. [13]

      Chen, Y.; Tian, G.; Shi, Y.; Xiao, Y. Appl. Catal. B: Environ. 2015, 164, 40. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.08.036

    14. [14]

      Debasmita, K.; Satybadi, M.; Arun, T.; Parida, K.M. ACS Omega 2017, 2, 9040. doi: 10.1021/acsomega.7b01250

    15. [15]

      Prince, J.; Montoya, A.; Ferrat, G.; Valente, J. S. Chem. Mater. 2009, 21, 5826. doi: 10.1021/cm902741c doi: 10.1021/cm902741c

    16. [16]

      Ma, R.; Liu, Z.; Takada, K.; Iya, N.; Bando, Y.; Sasaki, T. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5257. doi: 10.1021/ja0693035

    17. [17]

      Wang, J.; Wei, Y.; Yu, J. Appl. Clay Sci. 2013, 72, 37. doi: 10.1016/j.clay.2013.01.006

    18. [18]

      张晓晴, 徐艳, 杨春辉, 张燕平, 印永祥, 尚书勇.物理化学学报, 2015, 31, 948. doi: 10.3886/PKU.WHXB201503111Zhang, X. Q.; Xu, Y.; Yang, C. H.; Zhang, Y. P.; Ying, Y. X.; Shang, S. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2015, 31, 948. doi: 10.3886/PKU.WHXB201503111

    19. [19]

      Huang, G.; Sun, Y.; Zhao, C.; Zhao, Y.; Song, Z.; Chen, J.; Ma, S.; Du, J.; Yin, Z. J. Colloid Interface Sci. 2017, 494, 215. doi: 10.1016/ j.jcis.2017.01.079

    20. [20]

      Zubair, M.; Daud, M.; McKay, G.; Shehzad, F.; Al-Harthi, M. A. Appl. Clay Sci. 2017, 143, 279. doi: 10.1016/j.jcis.2017.01.079

    21. [21]

      Oh, J. M.; Choi, S. J.; Lee, G. E.; Han, S. H.; Choy, J. H. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1617. doi: 10.1002/adfm.200801127

    22. [22]

      Shao, M.; Ning, F.; Zhao, J.; Wei, M.; Evans, D. G.; Duan, X. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1071. doi: 10.1021/ja2086323

    23. [23]

      He, J.; Yang, Z.; Zhang, L.; Li, Y.; Pan, L. Int. J. Hydrog. Energy 2017, 42, 9930. doi: 10.1016/j.ijhydene.2017.01.229

    24. [24]

      Bernardo, M. P.; Moreira, F. K. V.; Ribeiro, C. Appl. Clay Sci. 2017, 137, 143. doi: 10.1016/j.clay.2016.12.022

    25. [25]

      Mohapatra, L.; Parida, K. M. Sep. Purif. Technol. 2012, 91, 73. doi: 10.1016/j.seppur.2011.10.028

    26. [26]

      Parida, K. M.; Mohapatra, L. Chem. Eng. J. 2012, 179, 131. doi: 10.1016/j.cej.2011.10.070

    27. [27]

      Nayak, S.; Mohapatra, L.; Parida, K. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 18622. doi: 10.1039/C5TA05002B

    28. [28]

      Ma, J.; Ding, J.; Yu, L.; Li, L.; Kong, Y. Appl. Clay Sci. 2015, 109, 76. doi: 10.1016/j.clay.2015.02.009

    29. [29]

      Mohapatra, L.; Parida, K. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 16985. doi: 10.1039/C4CP01665C

    30. [30]

      Dai, W. L.; Hu, X.; Wang, T.; Xiong, W.; Luo, X.; Zou, J. Appl. Surf. Sci. 2018, 434, 481. doi: 10.1016/j.apsusc.2017.10.207

    31. [31]

      Liu, Y.; Zhu, G.; Gao, J.; Hojamberdiev, M.; Zhu, R.; Wei, X.; Guo, Q.; Liu, Q. Appl. Catal. B: Environ. 2017, 200, 72. doi: 10.1016/j.apcatb.2016.06.069

    32. [32]

      Zhu, Y.; Laipan, M.; Zhu, R.; Xu, T.; Liu, J.; Zhu, J.; Xi, Y.; Zhu, G.; He, H. J. Mol. Catal. A: Chem. 2017, 427, 54. doi: 10.1016/j.molcata.2016.11.031

    33. [33]

      Zhang, Y.; Liu, J.; Li, Y.; Yu, M.; Yin, X.; Li, S. J. Wuhan Univ. Technol. 2017, 32, 1199. doi: 10.1007/s11595-017-1731-6

    34. [34]

      Nayak, S.; Parida, K. M. Int. J. Hydrog. Energy 2016, 41, 21166. doi: 10.1016/j.ijhydene.2016.08.062

    35. [35]

      Iftekhar, S.; Srivastava, V.; Ramasamy, D. L.; Naseer, W. A.; Sillanpää, M. Chem. Eng. J. 2018, 347, 398. doi: 10.1016/j.cej.2018.04.126

    36. [36]

      Li, H.; Liu, C.; Li, K.; Wang, H. J. Mater. Sci. 2008, 43, 7026. doi: 10.1007/s10853-008-3034-y

    37. [37]

      Phuruangrat, A.; Ekthammathat, N.; Kuntalue, B.; Dumrongrojthanath, P.; Thongtem, S.; Thongtem, T. J. Nanomater. 2014, 934165. doi: 10.1155/2014/934165

    38. [38]

      Tian, Y.; Cheng, F.; Zhang, X.; Yan, F.; Zhou, B.; Chen, Z.; Liu, J.; Xi, F.; Dong, X. Powder Technol. 2014, 267, 126. doi: 10.1016/j.powtec.2014.07.021

    39. [39]

      Ezeh, C. I.; Tomatis, M.; Yang, X.; He, J.; Sun, C. Ultrason. Sonochem. 2018, 40, 341. doi: 10.1016/j.ultsonch.2017.07.013

    40. [40]

      Martínez-de la Cruz, A.; Alfaro, S. O. J. Mol. Catal. A: Chem. 2010, 320, 85. doi: 10.1016/j.molcata.2010.01.008

    41. [41]

      Li, Y.; Ouyang, S.; Xu, H.; Hou, W.; Zhao, M.; Chen, H.; Ye, J. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1901024. doi: 10.1002/adfm.201901024.

    42. [42]

      Guzmán-Vargas, A.; Lima, E.; Uriostegui-Ortega, G. A.; Oliver-Tolentino, M. A.; Rodríguez, E. E. Appl. Surf. Sci. 2016, 363, 372. doi: 10.1016/j.apsusc.2015.12.050

    43. [43]

      Jiang, H.; Katsumata, K. I.; Hong, J.; Yamaguchi, A.; Nakata, K.; Terashima, C.; Matsushita, N.; Miyauchi, M.; Fujishima, A. Appl. Catal. B: Environ. 2018, 224, 783. doi: 10.1016/j.apcatb.2017.11.011

    44. [44]

      Jin, L.; Zhu, G.; Hojamberdiev, M.; Luo, X.; Tan, C.; Peng, J.; Wei, X.; Li, J.; Liu, P. Ind. Eng. Chem. Res. 2014, 53, 13718. doi: 10.1021/ie502133x

    45. [45]

      Lu, H.; Xu, L.; Wei, B.; Zhang, M.; Gao, H.; Sun, W. Appl. Surf. Sci. 2014, 303, 360. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.03.006

    46. [46]

      Hu, R.; Xiao, X.; Tu, S.; Zuo, X.; Nan, J. Appl. Catal. B: Environ. 2015, 163, 510. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.08.025

    47. [47]

      Chen, Z.; Lin, B.; Chen, Y.; Zhang, K.; Li, B.; Zhu, H. J. Phys. Chem. Solids 2010, 71, 841. doi: 10.1016/j.jpcs.2010.02.011

    48. [48]

      Vázquez-Cuchillo, O.; Gómez, R.; Cruz-López, A.; Torres-Martínez, L. M.; Zanella, R.; Sandoval, F. J. A.; Ángel-Sánchez, K. D. J. Photochem. Photobiol. A 2013, 266, 6. doi: 10.1016/j.jphotochem.2013.05.007

    49. [49]

      Zhang, L.; Li, F.; Evans, D. G.; Duan, X. Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 5959. doi: 10.1021/ie9019193

    50. [50]

      Bi, J.; Wu, L.; Li, J.; Li, Z.; Wang, X.; Fu, X. Acta Mater. 2007, 55, 4699. doi: 10.1016/j.actamat.2007.04.034

    51. [51]

      Liu, C.; Wu, Q.; Ji, M.; Zhu, H.; Hou, H.; Yang, Q.; Jiang, C.; Wang, J.; Tian, L.; Chen, J.; Hou, H. J. Alloy. Compd. 2017, 723, 1121. doi: 10.1016/j.jallcom.2017.07.003

    52. [52]

      Vadivel, S.; Kamalakannan, V.P.; Balasubramanian, N. Ceram. Int. 2014, 40, 14051. doi: 10.1016/j.ceramint.2014.05.133

    53. [53]

      Liu, C.; Xu, Q.; Zhang, Q.; Zhu, Y.; Ji, M.; Tong, Z.; Hou, W.; Zhang, Y.; Xu, J. J. Mater. Sci. 2019, 54, 2458. doi: 10.1007/s10853-018-2990-0

    54. [54]

      Liu, C.; Sun, T.; Wu, L.; Liang, J.; Huang, Q.; Chen, T.; Hou, W. Appl. Catal. B: Environ. 2015, 170, 17. doi: 10.1016/j.apcatb.2015.01.026

    55. [55]

      Wang, W.; Fang, J.; Shao, S.; Lai, M.; Lu, C. Appl. Catal. B: Environ. 2017, 217, 57. doi: 10.1016/j.apcatb.2017.05.037

    56. [56]

      Huang, Y.; Fan, W.; Long, B.; Li, H.; Zhao, F.; Liu, Z.; Tong, Y.; Ji, H. Appl. Catal. B: Environ. 2016, 185, 68. doi: 10.1016/j.apcatb.2015.11.043

    57. [57]

      Guo, C.; Xu, J.; Wang, S.; Li, L.; Zhang, Y.; Li, X. CrystEngComm 2012, 14, 3602. doi: 10.1039/c2ce06757a

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  33
  • 文章访问数:  1405
  • HTML全文浏览量:  306
文章相关
  • 发布日期:  2020-07-15
  • 收稿日期:  2019-11-07
  • 修回日期:  2016-12-20
  • 网络出版日期:  2019-12-26
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