離子液體中FeWO4基復(fù)合材料的制備及其增強(qiáng)光催化性能研究.pdf

1、近年來，世界各地水生態(tài)破壞與水體污染日益加劇，合理、高效地治理水體污染，維持水體生態(tài)的平衡已經(jīng)迫在眉睫。光催化作為水污染降解的方法之一，由于其無污染、無殘留的特性，自從被發(fā)現(xiàn)以來，一直是研究人員研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的光催化半導(dǎo)體材料（以TiO2為代表）由于禁帶寬度較大，只能被紫外光激發(fā)（只占太陽光的4％）而且量子效率不高。而近些年興起的納米異質(zhì)結(jié)型光催化半導(dǎo)體，不但擁有納米材料活性高、尺寸小、比表面積大的優(yōu)點(diǎn)，又結(jié)合半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)量子效率高

2、、吸收光譜范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，成為重點(diǎn)研究的光催化材料改性方法。此外，鎢酸鹽材料由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和特性，在光催化領(lǐng)域也占據(jù)著一席之地。
　　本文圍繞 FeWO4材料開展研究工作，合成了新型的 FeWO4材料、FeWO4/Ag3PO4復(fù)合材料、FeWO4/Ag3VO4復(fù)合材料。并通過調(diào)節(jié)FeWO4在復(fù)合材料中的含量，探討不同比例的FeWO4/Ag3PO4和FeWO4/Ag3VO4復(fù)合材料對(duì)羅丹明B的降解活性，試圖找出最佳比例的復(fù)合材料，推

3、測(cè)其光催化機(jī)理。
　?。?）運(yùn)用金屬基離子液體的溶劑、模板劑和分散劑的特性，采用水熱法合成FeWO4微球。通過X射線光電子能譜（XPS）、X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、能量色散X射線光譜（EDS）、紫外可見漫反射光譜（DRS）、光電流等分析手段對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)、元素組成、量子轉(zhuǎn)移效率進(jìn)行表征。在一定量的H2O2的輔助下，以羅丹明B（RhB）為目標(biāo)污染物來考察催化材料的光催化活性。在加入H2

4、O2時(shí)，當(dāng)光催化反應(yīng)進(jìn)行5 min時(shí)FeWO4微球?qū)hB的光催化降解活性達(dá)到70%以上。在光催化反應(yīng)進(jìn)行20 min后，RhB幾乎被徹底降解。對(duì)光催化反應(yīng)后的FeWO4微球進(jìn)行XRD表征。與新合成的FeWO4微球?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)，光催化反應(yīng)前后的FeWO4微球的衍射峰沒有任何變化。這說明在光反應(yīng)過程中，F(xiàn)eWO4是以催化劑的形式參與反應(yīng)，反應(yīng)前后FeWO4的晶體結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生改變。
　　（2）通過常溫共沉淀法制備不同比例的FeWO4/A

5、g3PO4復(fù)合材料，并運(yùn)用XRD、XPS、DRS、SEM、PL、光電流等方法對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表征分析。從XRD、XPS圖中可以看出，復(fù)合材料中含有FeWO4和Ag3PO4，且沒有Ag單質(zhì)出現(xiàn)，該結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的合成方法可成功制備FeWO4/Ag3PO4復(fù)合材料。從SEM圖可以看出，F(xiàn)eWO4微球與Ag3PO4緊密結(jié)合，可形成異質(zhì)結(jié)增強(qiáng)材料的活性。從光電流、PL圖可以看出，F(xiàn)eWO4微球與Ag3PO4復(fù)合后，該材料光生電子和空穴的得到有效的

6、分離。以羅丹明B為目標(biāo)污染物，通過光催化實(shí)驗(yàn)比較不同材料的性能，結(jié)果表明FeWO4微球的引入有利于提升Ag3PO4的光催化降解效率。當(dāng)FeWO4的復(fù)合比例為3 wt%時(shí)，F(xiàn)eWO4/Ag3PO4復(fù)合材料表現(xiàn)出最佳降解活性。
　?。?）通過常溫共沉淀的方法，以水為溶劑合成不同比例的FeWO4/Ag3VO4復(fù)合材料。對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行XRD、SEM、XPS、DRS、PL、光電流等測(cè)試，研究復(fù)合材料的形貌結(jié)構(gòu)等特征。從SEM圖可以看出Ag3