安全与环境学报

2019, v.19;No.114(06) 2120-2128

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新型p-n异质结BiPO_4/WO_3光催化剂治理工业废水研究
On industrial sewage treatment by using novel p-n heterojunction photocatalyst

邹学军;张晶晶;苑承禹;董玉瑛;崔玉波;

摘要(Abstract):

为了提高光生电子-空穴对的分离效率,采用两步水热法制备了一系列BiPO_4/WO_3复合光催化剂,并对样品进行了一系列技术表征,如X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、N2吸附-解吸、表面光电压谱(SPV)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)。由HRTEM的结果可知,BiPO_4和WO_3之间形成了异质结。通过DRS表征,BiPO_4/WO_3复合材料的吸收边带均为350~500 nm,随BiPO_4含量增加,吸收边带发生蓝移。通过计算,BiPO_4和WO_3的带隙能量分别为4. 18 e V和2. 26 e V。由SPV结果可知,光生电子移动到BiPO_4/WO_3复合物的外部,有利于光生电子-空穴的分离。通过N2吸附-脱附的表征结果可知,5%BiPO_4/WO_3复合物的表面积为11. 11 m2/g,大于纯WO_3的表面积(7. 33 m2/g)。为评价材料的光催化活性,选用环境污染物罗丹明B(Rh B),与纯BiPO_4和WO_3相比,负载后的BiPO_4/WO_3复合材料在模拟太阳光下对Rh B(质量浓度为10 mg/L)的降解具有较高的光催化活性。在BiPO_4/WO_3的复合材料中,光照120 min后,5%BiPO_4/WO_3降解Rh B的降解率可达88. 1%。结果表明,BiPO_4/WO_3光催化活性的提高归因于BiPO_4/WO_3的较大表面积和BiPO_4与WO_3之间p-n异质结的形成,这有效地抑制了光生电子-空穴对的复合。

关键词(KeyWords): 环境工程学;工业废水;水热法;BiPO4/WO3

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 辽宁省科技厅博士科研启动基金项目(20170520007);; 中央高校自主基金项目(0919-110103);; 大学生创新创业训练计划项目(201812026064)

作者(Authors): 邹学军;张晶晶;苑承禹;董玉瑛;崔玉波;

DOI: 10.13637/j.issn.1009-6094.2019.06.034

参考文献(References):

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