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Au纳米粒子表面等离子共振效应(SPR)增强Au/Bi2WO6异质纳米结构的光催化活性

         
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采用水热-光还原法在三维Bi2WO6的二级结构纳米片表面原位沉积Au纳米粒子(Au NPs), 成功获得了具有可见光响应活性的Au/Bi2WO6异质光催化剂, 并借助XRD、FE-SEM、HR-TEM、XPS和 UV-Vis-DRS谱等手段对其物相组成、形貌和光吸收特性进行表征, 以罗丹明B(RhB)和苯酚为模型污染物对其光催化性能进行研究.实验结果表明, 与纯 Bi2WO6相比, 所得 Au/Bi2WO6异质纳米结构对染料降解具有较高的活性, 当 Au负载量为 1.5at%时, Au/Bi2WO6复合催化剂的催化活性最好, 其光催化降解RhB和苯酚的表观速率常数分别是纯Bi2WO6的1.5倍和2.2倍.自由基捕获实验表明, 光生空穴(h+)和·O2–是RhB在Au/Bi2WO6催化材料上光催化降解的主要活性物种.机理分析表明, Au/Bi2WO6活性增强归因于光生电子从Bi2WO6的导带向AuNPs表面迁移, 降低光生电子–空穴对的复合率, 同时, Au NPs 的等离子共振效应(SPR)拓展了催化剂在可见光区的响应范围, 从而显著提高了Au/Bi2WO6异质光催化的剂活性.Au NPs修饰Bi2WO6异质催化剂光太阳能驱动在污水处理方面具有潜在应用.%Novel visible-light-responsive Au/Bi2WO6heterogeneous nanostructures were successfully prepared through in situ growth gold nanoparticles (Au NPs) on the second-structural nanosheets of three-dimensional (3D) Bi2WO6via a facile photoreduction process. XRD, FE-SEM, HR-TEM, FT-IR, XPS, and UV-Vis-DRS spectra were employed to investigate the phase composition, morgphology and light-absorption properties of as-preapared samples. Rhodamine B(RhB) and phenol were selected as model pollutants to evaluate photocatalytic activities of samples. The experimental results reveal that the as-prepared Au/Bi2WO6heterogeneous nanostructures exhibit much higher photo-catalytic activities than pure Bi2WO6for dye degradation. It is also revealed that 1.5at%Au/Bi2WO6sample exhibit the best photocatalytic activities in the degradation process of RhB and phenol, the apparent rate constant is about 1.5 and 2.2 times as high as that of pure Bi2WO6under visible light irradiation, respectively. Moreover, the trapping experi-ments results show that photogenerated hole (h+) and ·O2–serve as the main active species for the photodegradation of RhB over Au/Bi2WO6heterogeneous nanostructures. The enhanced photocatalytic efficiencies of Au/Bi2WO6hetero-geneous nanostructures are attributed to the charge transfer from Bi2WO6to the deposited Au NPs as well as their sur-face plasmon resonance (SPR) absorption, which enhance the migration efficiency of the electron-holes and retard the recombination of electrons-hole pairs. Au NPs decorated Bi2WO6heterogeneous nanostructures have considerable po-tential applications in solar-driven wastewater treatment.

著录项

  • 来源
    《无机材料学报》 |2018年第6期|659-666|共8页
  • 作者

    王丹军; 王婵; 赵强; 郭莉; 杨晓; 吴娇; 付峰;

  • 作者单位

    延安大学 化学与化工学院, 陕西省化学反应工程重点实验室, 延安 716000;

    延安大学 化学与化工学院, 陕西省化学反应工程重点实验室, 延安 716000;

    延安大学 化学与化工学院, 陕西省化学反应工程重点实验室, 延安 716000;

    延安大学 化学与化工学院, 陕西省化学反应工程重点实验室, 延安 716000;

    延安大学 化学与化工学院, 陕西省化学反应工程重点实验室, 延安 716000;

    延安大学 化学与化工学院, 陕西省化学反应工程重点实验室, 延安 716000;

    延安大学 化学与化工学院, 陕西省化学反应工程重点实验室, 延安 716000;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 化学动力学、催化作用;
  • 关键词

    Au/Bi2WO6异质纳米结构; 光催化剂; 光还原法; 电子转移; 等离子共振效应(SPR);

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