Ag2O/TiO2纳米线异质结的制备及可见光催化性能

doi:10.7503/cjcu20150051

高等学校化学学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (7): 1367.doi: 10.7503/cjcu20150051

Ag₂O/TiO₂纳米线异质结的制备及可见光催化性能

王威¹(), 何皎洁¹, 崔福义¹(), 王策²

1. 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室, 哈尔滨 150090
2. 吉林大学化学学院, 麦克德尔米德实验室, 长春 130012

收稿日期:2015-01-16 出版日期:2015-07-10 发布日期:2015-06-17
作者简介:联系人简介: 王威, 男, 博士, 副教授, 主要从事水处理化学与材料技术研究. E-mail:wangweirs@hit.edu.cn;崔福义, 男, 博士, 教授, 主要从事水修复与水质保障研究. E-mail:cuifuyi@hit.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 21304024)、城市水资源与水环境国家重点实验室开放基金(批准号: 2013DX03, 2013TS06)、国家博士后科学基金(批准号: 2014T70324, LBH—Z12090)和中央高校基础科研业务费(批准号: 5710006113, HIT;BRETIII.201417)资助

Preparation of Ag₂O/TiO₂ Nanowires Heterojunction and Their Photocatalytic Activity Under Visible-light Irradiation^†

WANG Wei^1,^*(), HE Jiaojie¹, CUI Fuyi^1,^*(), WANG Ce²

1. State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environments(SKLUWRE),Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China
2. Alan G. MacDiarmid Institute, College of Chemistry, Jilin University, Changchun 130012, China

Received:2015-01-16 Online:2015-07-10 Published:2015-06-17
Contact: WANG Wei,CUI Fuyi E-mail:wangweirs@hit.edu.cn;cuifuyi@hit.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.21304024), the Open Fund of the State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment, China(Nos.2013DX03, 2013TS06), the Postdoctoral Science Fundation of China(Nos.2014T70324, LBH—Z12090) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities, China(No.5710006113, HIT,BRETIII.201417)

摘要/Abstract

摘要：

采用化学沉积法制得了氧化银/二氧化钛纳米线异质结(Ag₂O/TNWs)可见光催化剂. 应用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行表征, 并以甲基橙降解为模型反应研究了其光催化性能. 结果表明, 与负载等量氧化银的二氧化钛纳米粒子(Ag₂O/P25)催化剂相比, Ag₂O/TNWs纳米线异质结具有优异的一维增强可见光催化性能.

关键词: 二氧化钛, 可见光催化, 氧化银, 异质结

Abstract:

In order to improve the activity of TiO₂ based photocatalysts, Ag₂O/TiO₂ nanowire(Ag₂O/TNWs) heterojunctions were prepared via a facile precipitation method. Scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM), X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and the decolorization experiment of methyl orange(MO) in aqueous solution were employed to characterize the as-prepared samples. Compared to the particle-structured catalyst of Ag₂O/P25 with the same loading ratio(mass ratio 1∶1), the Ag₂O/TNWs heterojunction exhibited greatly enhanced photocatalytic activities under visible light irradiation, indicating the advantage of the one-dimensional structure of TNWs.

Key words: Titanium dioxide(TiO2), Visible-light photocatalysis, Silver oxide, Heterojunction

中图分类号:

O645

TrendMD:

王威, 何皎洁, 崔福义, 王策. Ag₂O/TiO₂纳米线异质结的制备及可见光催化性能. 高等学校化学学报, 2015, 36(7): 1367.

WANG Wei, HE Jiaojie, CUI Fuyi, WANG Ce. Preparation of Ag₂O/TiO₂ Nanowires Heterojunction and Their Photocatalytic Activity Under Visible-light Irradiation^†. Chem. J. Chinese Universities, 2015, 36(7): 1367.

图/表 6

Fig.1 SEM images of TiO2 nanowires with low(A) and high magnifications(B)

Fig.2 TEM images of Ag2O/TNWs(1∶1) with different magnifications

Fig.3 XRD patterns of the samples(A) and XPS spectra of Ag3d52 for Ag2O/TNWs(B)(A) a. Ag2O; b. TNWs; c. Ag2O/TNWs.

Fig.4 Visible-light photocatalytic activity of P25, TNWs, Ag2O/TNWs(A) and comparison of visible-light photocatalytic activity between Ag2O/TNWs and Ag2O/P25(B)Insets in (B) are the TEM images of Ag2O/P25(1∶1)(up) and Ag2O/TNWs(1∶1)(down).

Fig.5 Comparison of photoinduced electron transfer between Ag2O/TNWs(A) and Ag2O/P25(B)

Fig.6 Proposed photocatalytic mechanism of Ag2O/TNWs

参考文献 28

[1]	Fujishima A., Honda K., Nature, 1972, 238(5385), 37—38
[2]	Zhang X., Pan J. H., Du A. J., Fu W., Sun D. D., Leckie J. O., Water Res., 2009, 43(5), 1179—1186
[3]	Zhang X., Zhang T., Ng J., Sun D. D., Adv. Funct. Mater., 2009, 19(23), 3731—3736
[4]	Zhang X., Du A. J., Lee P., Sun D. D., Leckie J. O., J. Membrane Sci., 2008, 313(1/2), 44—51
[5]	Motegh M., van Ommen J. R., Appel P. W., Kreutzer M. T., Environ. Sci. Technol., 2014, 48(3), 1574—1581
[6]	Widchaya R., Araya T., Ratchaneekorn W., Chem. Res. Chinese. Universities, 2014, 30(1), 149—156
[7]	Ding S., Zhu G. W., Wang R. W., Zhang Z. T., Qiu S. L., Chem. J. Chinese. Universities, 2014, 35(5), 1016—1022
	(丁双, 朱国巍, 王润伟, 张宗弢, 裘式纶. 高等学校化学学报,2014, 35(5), 1016—1022)
[8]	Lee S. S., Bai H., Liu Z., Sun D. D., Water Res., 2013, 47(12), 4059—4073
[9]	Choi J., Park H., Hoffmann M. R., J. Phys. Chem. C, 2010, 114(2), 783—792
[10]	Thompson T. L., Yates J. T., Chem. Rev., 2006, 106(10), 4428—4453
[11]	Liu L., Liu Z., Bai H., Sun D. D., Water Res., 2012, 46(4), 1101—1112
[12]	Zhang N., Liu S., Fu X., Xu Y., J. Phys. Chem. C, 2011, 115(18), 9136—9145
[13]	Pol V. G., Grisaru H., Gedanken A., Langmuir, 2005, 21(8), 3635—3640
[14]	Subramanian V., Wolf E. E., Kamat P. V., J. Am. Chem. Soc., 2004, 126(15), 4943—4950
[15]	Du J., Zhang J., Liu Z., Han B., Jiang T., Huang Y., Langmuir, 2006, 22(3), 1307—1312
[16]	Tom R. T., Nair A. S., Singh N., Aslam M., Nagendra C. L., Philip R., Vijayamohanan K., Pradeep T., Langmuir, 2003, 19(8), 3439—3445
[17]	Chen S. F., Li J. P., Qian K., Xu W. P., Lu Y., Huang W. X., Yu S. H., Nano. Res., 2010, 3(4), 244—255
[18]	Wang H., Bai Y., Zhang H., Zhang Z., Li J., Guo L., J. Phys. Chem. C, 2010, 114(39), 16451—16455
[19]	Li C., Hsieh J. H., Cheng J. C., Huang C. C., Thin Solid Films, 2014, 570, 436—444
[20]	Chen F., Liu Z., Liu Y., Fang P., Dai Y., Chem. Eng. J., 2013, 221, 283—291
[21]	Sarkar D., Ghosh C. K., Mukherjee S., Chattopadhyay K. K., ACS. Appl. Mater. Inter., 2013, 5(2), 331—337
[22]	Zhou W., Liu H., Wang J., Liu D., Du G., Han S., Lin J., Wang R., Phys. Chem. Chem. Phys., 2010, 12(45), 15119
[23]	Jin Y., Dai Z., Liu F., Kim H., Tong M., Hou Y., Water. Res., 2013, 47(5), 1837—1847
[24]	Wang G., Ma X., Huang B., Cheng H., Wang Z., Zhan J., Qin X., Zhang X., Dai Y., J. Mater. Chem., 2012, 22(39), 21189
[25]	Zhou W., Liu H., Wang J., Liu D., Du G., Cui J., ACS Appl. Mater. Inter., 2010, 2(8), 2385—2392
[26]	Yang D., Liu H., Zheng Z., Yuan Y., Zhao J., Waclawik E. R., Ke X., Zhu H., J. Am. Chem. Soc., 2009, 131(49), 17885—17893
[27]	Wang X., Li S., Yu H., Yu J., Liu S., Chem. Eur. J., 2011, 17(28), 7777—7780
[28]	Han Y. Y., Wang W., Song M. X., Li Z. Y., Wang C., Sun J. H., Chem. J. Chinese. Universities, 2012, 33(3), 604—607
	(韩燕燕, 王威, 宋明昕, 李振宇, 王策, 孙景辉. 高等学校化学学报,2012, 33(3), 604—607

Ag₂O/TiO₂纳米线异质结的制备及可见光催化性能

Preparation of Ag₂O/TiO₂ Nanowires Heterojunction and Their Photocatalytic Activity Under Visible-light Irradiation^†

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[1]	宋颖颖, 黄琳, 李庆森, 陈立妙. CuO/BiVO₄光催化剂的制备及光催化CO₂还原性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220126.
[2]	刘家琪, 李天保. BiVO₄/CuBi₂O₄薄膜光电极的制备及光电性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(4): 20220017.
[3]	冯丽, 邵兰兴, 李思骏, 全文选, 庄金亮. 超薄Sm-MOF纳米片的合成及可见光催化降解芥子气模拟剂性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(4): 20210867.
[4]	姜珊, 申倩倩, 李琦, 贾虎生, 薛晋波. Pd增强缺陷态TiO₂纳米管阵列的光催化产氢性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(10): 20220206.
[5]	薛晋波, 高国翔, 申倩倩, 刘天武, 刘旭光, 贾虎生. 新型S型CdS-BiVO₄异质结光电极的构筑及产氢性能研究[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2493.
[6]	唐定, 衷水平. Bi_1-_xFe_xVO₄薄膜光阳极的制备及光电化学性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2509.
[7]	田润赛, 卢芊, 张洪滨, 张渤, 冯源源, 魏金香, 冯季军. 氮杂碳原位包覆Cu₂O/Co₃O₄@C异质结构复合材料的设计构筑及高效储锂性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(8): 2592.
[8]	吴启亮, 梅晋豪, 李铮, 范海东, 张彦威. 多种纳米结构Fe掺杂TiO₂光热耦合水分解制氢研究[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1837.
[9]	徐安琪, 李彬, 杜芳林. 有序介孔TiO₂的合成及光解水产氢应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(4): 978.
[10]	何倩倩, 王哲, 孟令佳, 陈乾, 宫勇吉. 基于过渡金属二硫族化物析氢催化的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(2): 523.
[11]	王乙舒, 李雪, 闫丽, 徐红赟, 祝玉鑫, 宋艳华, 崔言娟. 二维Z型BCN/Sn₃O₄复合材料的光催化还原性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(12): 3722.
[12]	李肖乾, 张华, 路海健, 刘畅, 刘庆龙, 马夏禹, 方媛萍, 梁大鹏. 内部萃取电喷雾电离质谱对二氧化钛纳米线阵列光催化降解罗丹明B反应机理的研究[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(9): 2003.
[13]	徐文艺,冯乙巳. 2,3-丁二酮介导的CF₃SO₂Na与烯烃的氧化三氟甲基化反应[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1567.
[14]	吴桐, 丛丽娜, 孙立群, 谢海明. 氧缺位结构介孔二氧化钛/聚乙烯复合隔膜在锂硫电池中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1661.
[15]	王非凡, 王松博, 姚柯奕, 张蕾, 杜威, 程鹏高, 张建平, 唐娜. 量子点自修饰TiO₂p-n同质结的构建及光催化性能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1615.