CuO负载空心球状BiVO4可见光矿化气相甲苯

赵伟荣 曾婉昀 奚海萍 余纤纤

引用本文: 赵伟荣, 曾婉昀, 奚海萍, 余纤纤. CuO负载空心球状BiVO4可见光矿化气相甲苯[J]. 物理化学学报, 2014, 30(4): 761-767. doi: 10.3866/PKU.WHXB201402132 shu
Citation:  ZHAO Wei-Rong, ZENG Wan-Yun, XI Hai-Ping, YU Xian-Xian. Photocatalytic Degradation of Gas-Phase Toluene over CuO Loaded BiVO4 Hollow Nanospheres under Visible-light Irradiation[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(4): 761-767. doi: 10.3866/PKU.WHXB201402132 shu

CuO负载空心球状BiVO4可见光矿化气相甲苯

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51178412,51278456) 

    国家科技支撑计划项目(2013BAC16B01)资助 

摘要:

以碳球为模板,采用溶胶-凝胶法制备空心球状BiVO4,浸渍法制备CuO负载BiVO4. 运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨率透射电镜(HRTEM)、Brunauer-Emmett-Teller (BET)、塔菲尔(Tafel)、线性扫描(LSV)、光电转化效率(IPCE)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)等手段对催化剂进行表征. 结果表明,空心球状BiVO4比表面积(10.24 m2·g-1)是无定型BiVO4 (1.97 m2·g-1)的5.20 倍. 负载CuO后,与BiVO4形成p-n 型异质结结构. 其中,5%负载量的空心球状BiVO4具有最佳电化学性能,Tafel 表征腐蚀电流密度(2.22 μA·cm-2)为空心球状BiVO4(0.18 μA·cm-2)的12.33 倍,禁带宽度减小为2.30 eV. 以甲苯为模型污染物研究催化剂对挥发性有机化合物(VOCs)的催化去除和矿化效果,5% CuO负载量的空心球状BiVO4光催化氧化能力最佳,可见光照6 h甲苯降解率达85.0%,矿化率达12.0%.

English

    1. [1]

      (1) Polizzi, V.; Adams, A.; Picco, A. M.; Adriaens, E.; Lenoir, J.; Van Peteghem, C.; De Saeger, S.; De Kimpe, N. Build. Environ. 2011, 46, 945. doi: 10.1016/j.buildenv.2010.10.024

      (1) Polizzi, V.; Adams, A.; Picco, A. M.; Adriaens, E.; Lenoir, J.; Van Peteghem, C.; De Saeger, S.; De Kimpe, N. Build. Environ. 2011, 46, 945. doi: 10.1016/j.buildenv.2010.10.024

    2. [2]

      (2) 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(2) 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

    3. [3]

      (3) Long, M. C.;Wan, L.; Zeng, Z.; Liu, Y. Y.; Chen, Y. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2917. [龙明策, 万磊, 曾曾, 刘伊依, 陈渊源. 物理化学学报, 2012, 28, 2917.] doi: 10.3866/P KU.WHXB201209032(3) Long, M. C.;Wan, L.; Zeng, Z.; Liu, Y. Y.; Chen, Y. Y. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 2917. [龙明策, 万磊, 曾曾, 刘伊依, 陈渊源. 物理化学学报, 2012, 28, 2917.] doi: 10.3866/P KU.WHXB201209032

    4. [4]

      (4) Yu, J.; Kudo, A. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 2163.(4) Yu, J.; Kudo, A. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 2163.

    5. [5]

      (5) Long, M. C.; Cai,W. M.; Cai, J.; Zhou, B. X.; Chai, X. Y.;Wu, Y. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20211. doi: 10.1021/jp063441z(5) Long, M. C.; Cai,W. M.; Cai, J.; Zhou, B. X.; Chai, X. Y.;Wu, Y. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20211. doi: 10.1021/jp063441z

    6. [6]

      (6) Xu, H.; Li, H. M.;Wu, C. D.; Chu, J. Y.; Yan, Y. S.; Shu, H. M. Mater. Sci. Eng. B 2008, 147, 52. doi: 10.1016/j.mseb.2007.11.011(6) Xu, H.; Li, H. M.;Wu, C. D.; Chu, J. Y.; Yan, Y. S.; Shu, H. M. Mater. Sci. Eng. B 2008, 147, 52. doi: 10.1016/j.mseb.2007.11.011

    7. [7]

      (7) Xu, H.; Li, H. M.;Wu, C. D.; Chu, J. Y.; Yan, Y. S.; Shu, H. M.; Gu, Z. J. Hazard. Mater. 2008, 153, 877. doi: 10.1016/j.jhazmat.2007.09.039(7) Xu, H.; Li, H. M.;Wu, C. D.; Chu, J. Y.; Yan, Y. S.; Shu, H. M.; Gu, Z. J. Hazard. Mater. 2008, 153, 877. doi: 10.1016/j.jhazmat.2007.09.039

    8. [8]

      (8) Tan, G. Q.; Zhang, L. L.; Ren, H. J.;Wei, S. S.; Huang, J.; Xia, A. ACS Appl. Mater. Inter. 2013, 5, 5186. doi: 10.1021/am401019m(8) Tan, G. Q.; Zhang, L. L.; Ren, H. J.;Wei, S. S.; Huang, J.; Xia, A. ACS Appl. Mater. Inter. 2013, 5, 5186. doi: 10.1021/am401019m

    9. [9]

      (9) Sun, J. X.; Chen, G.;Wu, J. Z.; Dong, H. J.; Xiong, G. H. Appl. Catal. B-Environ. 2013, 132, 304.(9) Sun, J. X.; Chen, G.;Wu, J. Z.; Dong, H. J.; Xiong, G. H. Appl. Catal. B-Environ. 2013, 132, 304.

    10. [10]

      (10) Yin,W. Z.;Wang,W. Z.; Shang, M.; Zhou, L.; Sun, S. M.; Wang, L. Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 4379.(10) Yin,W. Z.;Wang,W. Z.; Shang, M.; Zhou, L.; Sun, S. M.; Wang, L. Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 4379.

    11. [11]

      (11) Zhao,W. R.; Xi, H. P.; Liao, Q.W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 2232. [赵伟荣, 奚海萍, 廖求文. 物理化学学报, 2013, 29, 2232.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201308291(11) Zhao,W. R.; Xi, H. P.; Liao, Q.W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 2232. [赵伟荣, 奚海萍, 廖求文. 物理化学学报, 2013, 29, 2232.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201308291

    12. [12]

      (12) Zhao,W. R.;Wang, Y.; Yang, Y.; Tang, J.; Yang, Y. A. Appl. Catal. B-Environ. 2012, 115, 90.(12) Zhao,W. R.;Wang, Y.; Yang, Y.; Tang, J.; Yang, Y. A. Appl. Catal. B-Environ. 2012, 115, 90.

    13. [13]

      (13) Sing, K. S.W.; Everett, D. H.; Haul, R. A.W.; Moscou, L.; Pierotti, R. A.; Rouquerol, J.; Siemieniewska, T. Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603. doi: 10.1351/pac198557040603(13) Sing, K. S.W.; Everett, D. H.; Haul, R. A.W.; Moscou, L.; Pierotti, R. A.; Rouquerol, J.; Siemieniewska, T. Pure Appl. Chem. 1985, 57, 603. doi: 10.1351/pac198557040603

    14. [14]

      (14) Madhusudan, P.; Kumar, M. V.; Ishigaki, T.; Toda, K.; Uematsu, K.; Sato, M. Environ. Sci. Pollut. Res. 2013, 1.(14) Madhusudan, P.; Kumar, M. V.; Ishigaki, T.; Toda, K.; Uematsu, K.; Sato, M. Environ. Sci. Pollut. Res. 2013, 1.

    15. [15]

      (15) Yu, H. T.; Quan, X.; Chen, S.; Zhao, H. M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12987. doi: 10.1021/jp0728454(15) Yu, H. T.; Quan, X.; Chen, S.; Zhao, H. M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12987. doi: 10.1021/jp0728454

    16. [16]

      (16) Li, G. S.; Zhang, D. Q.; Yu, J. C.; Leung, M. K. H. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 4276. doi: 10.1021/es100084a(16) Li, G. S.; Zhang, D. Q.; Yu, J. C.; Leung, M. K. H. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 4276. doi: 10.1021/es100084a

    17. [17]

      (17) Kudo, A.; Omori, K.; Kato, H. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11459. doi: 10.1021/ja992541y(17) Kudo, A.; Omori, K.; Kato, H. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11459. doi: 10.1021/ja992541y

    18. [18]

      (18) Giebelhaus, I.; Varechkina, E.; Fischer, T.; Rumyantseva, M.; Ivanov, V.; Gaskov, A.; Morante, J. R.; Arbiol, J.; Tyrra,W.; Mathur, S. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 11261. doi: 10.1039/c3ta11867c(18) Giebelhaus, I.; Varechkina, E.; Fischer, T.; Rumyantseva, M.; Ivanov, V.; Gaskov, A.; Morante, J. R.; Arbiol, J.; Tyrra,W.; Mathur, S. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 11261. doi: 10.1039/c3ta11867c

    19. [19]

      (19) Rahimnejad, S.; Setayesh, S. R.; Gholami, M. J. Iran Chem. Soc. 2008, 5, 367. doi: 10.1007/BF03245990(19) Rahimnejad, S.; Setayesh, S. R.; Gholami, M. J. Iran Chem. Soc. 2008, 5, 367. doi: 10.1007/BF03245990

    20. [20]

      (20) Yang, Z.; Chen, C. Y.; Roy, P.; Chang, H. T. Chem. Commun. 2011, 47, 9561. doi: 10.1039/c1cc11317h(20) Yang, Z.; Chen, C. Y.; Roy, P.; Chang, H. T. Chem. Commun. 2011, 47, 9561. doi: 10.1039/c1cc11317h

    21. [21]

      (21) Su, J. Z.; Guo, L. J.; Bao, N. Z.; Grimes, C. A. Nano Letters 2011, 11, 1928. doi: 10.1021/nl2000743(21) Su, J. Z.; Guo, L. J.; Bao, N. Z.; Grimes, C. A. Nano Letters 2011, 11, 1928. doi: 10.1021/nl2000743

    22. [22]

      (22) Li, H. Y.; Xie, C. S.; Liao, Y. C.; Liu, Y.; Zou, Z. J.;Wu, J. J. Alloy. Compd. 2013, 569, 88. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.03.126(22) Li, H. Y.; Xie, C. S.; Liao, Y. C.; Liu, Y.; Zou, Z. J.;Wu, J. J. Alloy. Compd. 2013, 569, 88. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.03.126

    23. [23]

      (23) Zhang, Y. P.; Yang, R.; Zhao, R. Y. Atmos. Environ. 2003, 37, 3395. doi: 10.1016/S1352-2310(03)00357-1(23) Zhang, Y. P.; Yang, R.; Zhao, R. Y. Atmos. Environ. 2003, 37, 3395. doi: 10.1016/S1352-2310(03)00357-1

    24. [24]

      (24) Zhao,W. R.; Dai, J. S.; Liu, F. F.; Bao, J. Z.;Wang, Y.; Yang, Y. N.; Yang, Y.; Zhao, D. Y. Sci. Total Environ. 2012, 438, 201. doi: 10.1016/j.scitotenv.2012.08.081(24) Zhao,W. R.; Dai, J. S.; Liu, F. F.; Bao, J. Z.;Wang, Y.; Yang, Y. N.; Yang, Y.; Zhao, D. Y. Sci. Total Environ. 2012, 438, 201. doi: 10.1016/j.scitotenv.2012.08.081

    25. [25]

      (25) Zhu, Q.;Wang,W. S.; Lin, L.; Gao, G. Q.; Guo, H. L.; Du, H.; Xu, A.W. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 5894.(25) Zhu, Q.;Wang,W. S.; Lin, L.; Gao, G. Q.; Guo, H. L.; Du, H.; Xu, A.W. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 5894.

    26. [26]

      (26) Jia, L.;Wang, D. H.; Huang, Y. X.; Xu, A.W.; Yu, H. Q. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11466.

      (26) Jia, L.;Wang, D. H.; Huang, Y. X.; Xu, A.W.; Yu, H. Q. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11466.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  509
  • 文章访问数:  926
  • HTML全文浏览量:  12
文章相关
  • 发布日期:  2014-03-31
  • 收稿日期:  2013-12-17
  • 网络出版日期:  2014-02-13
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