异质结光催化剂MWCNT/BiVO4的合成及其光催化活性和稳定性研究

稀有金属, 2016, 40(12): 1233-1239. doi: 10.13373/j.cnki.cjrm.XY15071001

异质结光催化剂MWCNT/BiVO4的合成及其光催化活性和稳定性研究

王永强 ^1, , 刘思瑶 ^2, , 赵东风 ^3, , 赵朝成 ^4, , 刘芳 ^5, , 李石 ^6,

1.中国石油大学(华东)化学工程学院,山东青岛,266580

2.中国石油大学(华东)化学工程学院,山东青岛,266580

3.中国石油大学(华东)化学工程学院,山东青岛,266580

4.中国石油大学(华东)化学工程学院,山东青岛,266580

5.中国石油大学(华东)化学工程学院,山东青岛,266580

6.中国石油大学(华东)化学工程学院,山东青岛,266580

基金项目: 山东省自然科学基金项目(ZR2014EEM011) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(R1404006A)资助国家自然科学基金项目(51202294)

关键词：多壁碳纳米管 , MWCNT/BiVO4 , 异质结 , 溶胶-凝胶法 , 催化活性 , 稳定性

MWCNT/BiVO4 Heterojunction Composites with Highly Enhanced Photocatalytic Activity and Stability

Keywords： multi-walled carbon nanotube , MWCNT/BiVO4 , heterojunction , sol-gel method , photocatalytic activity , stability

采用溶胶-凝胶法将多壁碳纳米管(MWCNT)和BiVO4有效复合,制备出一系列不同掺杂量的异质结构复合光催化剂MWCNT/BiV04,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fr-IR)、X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行表征分析,以罗丹明B为目标污染物,考察了光催化活性和稳定性.结果表明,合成的复合光催化剂均为单斜相晶体结构,MWCNT的引入没有改变BiVO4的主体物相,两者充分接触、结合形成了复合结构;MWCNT较强的电子俘获能力和大的比表面积增加了复合材料表面的活性位点,MWCNT,BiV04存在于MWCNT-BiVO4复合体系中且都保持各自化合态;综合分析,MWCNT/BiVO4形成的复合结构为异质结构,异质结构具有典型的提高量子效率的特点,能够有效抑制电子-空穴再复合现象的发生.当MWCNT的含量为2％(质量分数)时,催化剂的效果最好,实验条件下光降解罗丹明B的去除率高达84.08％,五次重复性实验之后,MWCNT/BiVO4的降解率仍在80％左右.

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