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关键词：
氧化钨,复合,氧化锌,光催化,酸性橙II
发表时间：
2012-07-05 16:35:12
摘要：采用沉淀-研磨法制备了一系列不同 WO3 含量的 WO3/ZnO 复合光催化剂, 应用 N2 物理吸附、X 射线衍射、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱和光致发光谱等手段对催化剂进行了表征, 并以 λ = 365 nm 的紫外光为光源, 评价了该催化剂光催化降解酸性橙 II 的活性, 考察了 WO3 的复合对 WO3/ZnO 样品光催化性能的影响. 结果表明, 当复合 2%WO3, 并于 600 °C 焙烧时, 所制备的 WO3/ZnO 催化剂活性最高, 比纯 ZnO 的提高了约一倍. 合适的煅烧温度可以提高催化剂结晶度, 而 WO3 的复合可抑制 ZnO 晶粒的长大, 提高催化剂比表面积和改善催化剂表面羟基数量, 并可抑制光生电子与光生空穴的复合, 从而显著提高其光催化脱色活性.
半导体光催化氧化技术具有操作简单、反应条件温和、能耗低及二次污染少等优点, 因而在环境治理领域引起广泛关注 [1~4]. ZnO 是一种禁带宽度约为3.1 eV 的 n 型半导体, 广泛应用于纤维、化妆品、陶瓷、玻璃和建材等领域, 同时它具有一定的光催化性能, 可将各种易挥发性有机污染物最终氧化为 CO2和 H2O 等无机物, 也可氧化除去水中几乎所有的有机污染物, 因此它的光催化作用近来引起人们的重视[5,6]. 与 TiO2 相比, ZnO 光催化剂的催化效率不高[7], 且易发生光腐蚀而导致稳定性低. 目前, 提高ZnO 光催化性能的主要方法有: (1) 通过制备方法改变其物理结构性质, 如改变其粒径或形貌[8~10]; (2) 采用表面贵金属沉积[11~12]、金属离子掺杂[13]、半导体复合[14~15]或非金属掺杂[16]等方法改变其能级结构,提高其光催化效率. 其中半导体复合可利用两种半导体的互补性质, 即两种半导体材料之间的能级差有效分离电荷, 达到促进光生电子和空穴对的分离、转移和传递的作用, 从而可以抑制光生电子和空穴的复合, 这是提高光催化剂活性和稳定性的有效途径之一. WO3 同样是一种 n 型半导体, 其禁带宽度略小, 为 2.7 eV 左右, 且其价带和导带能级位置与 ZnO不同.
本文考察了复合不同含量的 WO3 对 ZnO 结构、表面性质、光生电子和空穴对的分离效率及光催化降解酸性橙 II 反应性能的影响.
本文考察了复合不同含量的 WO3 对 ZnO 结构、表面性质、光生电子和空穴对的分离效率及光催化降解酸性橙 II 反应性能的影响.
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