高性能可见光催化复合材料:Ag-AgX(X=Cl,Br)@纳米TiO2聚合微球

论文概述

TiO2是一种重要的光催化剂,被广泛应用于有毒有害污染物降解以及水裂解制氢。如何提高TiO2的可见光捕获能力,以及有效分离光诱导电子-空穴对是提升TiO2光催化性能的重要研究课题,而TiO2窄带半导体异质结构或复合材料有助于解决上述问题。此外,研究发现,TiO2与贵金属(Pd、Ag等)的复合物的表面等离子共振效应可提高光诱导载流子的产生和分离能力。有鉴于此,重庆大学胡陈果教授课题组利用简便的溶胶-凝胶法设计并制备了一种新型的Ag-AgX(X= Cl,Br)@纳米TiO2聚合微球复合光催化剂。其中AgX起到光捕获作用,Ag颗粒作为电子俘获和聚集的位点,TiO2作为电子收集及光催化的位点。性能测试结果表明,在可见光条件下,这种聚合微球的甲基橙光催化降解活性为纳米TiO2聚合微球的3倍。
 

文章引用信息

Cuiling Zhang, Hao Hua,Jianlin Liu, Xiangyu Han, Qipeng Liu, Zidong Wei, Chengbin Shao, Chenguo Hu, Enhanced Photocatalytic Activity of Nanoparticle-Aggregated Ag–AgX(X 5 Cl, Br)@TiO2 Microspheres Under Visible Light. Nano-Micro Lett.(2017) 9:49.http://dx.doi.org/10.1007/s40820-017-0150-8此工作发表于Nano-Micro Letters期刊2017年第9卷第4期,详情请阅读全文,可免费下载。本文同步在期刊微信、微博、科学网博客、Facebook、Twitter等平台推出。以往推文请关注中文推广网站(http://nmsci.cn)。
作者介绍
胡陈果,重庆大学教授、博士生导师,材料物理重庆市重点实验室主任。申请发明专利15项,已经授权15项。主持国家自然科学基金5项,省部级自然科学基金4项。已经发表SCI论文230多篇,被引用4600多次 (Webof Science),ESI高被引文章6篇,h因子33。
研究方向:能源材料和能源器件。目前已经形成了从材料生长到器件制备的完整体系,包括摩擦纳米发电机、超级电容器、光催化、传感器等的研究。
张翠玲,山东莱芜人,现就职于重庆工商大学,副教授。2013年毕业于重庆大学凝聚态物理专业获博士学位,主要从事纳米光催化剂的制备及光催化降解有机污染物和光解水制氢气性质研究。先后主持和参与重庆市自然科学基金重点项目、重庆市教委等多项省部级项目、校级项目、及横向课题11项。在国际权威杂志ACS Applied Materials & Interfaces、 Physical Review B等重要刊物及核心刊物公开发表学术论文20多篇,其中被SCI检索11篇。
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图文导读
图 1  样品的XRD图谱: a) Ag–AgCl@TiO2 NPAS, b)Ag–AgBr@TiO2 NPAS图 2  Ag–AgCl@TiO2 NPAS的形貌表征: a) S1, b) S2, c) S3, d) S4, e) S5, f) S6, g)–h) S7 的FE-SEM图, i)–l) S4的TEM和HRTEM图图 3  Ag–AgBr@TiO2 NPAS的形貌表征: a) S8, b) S9, c) S10, d) S12, e) S13, f) S14 的FE-SEM图,g)–i) S11的TEM和HRTEM图图 4  XPS图a)S4的全谱图, b) S11的全谱图 ,c) Ti 2p, d) Cl 2p, e) Br 3p, f) S4中Ag 3d , g) S11中Ag 3dh)  样品S4经过5个周期的光催化降解后的Ag 3di) 样品S11经过5个周期的光催化降解后的Br 3p (a、b插入的是S4和S11的EDS谱图)

图 5  Ag–AgBr@TiO2, Ag–AgCl@TiO2, AgBr@TiO2和AgCl@TiO2 的 a) UV–Vis吸收光谱 ,b) PL光谱

图 6  a) 不同R的Ag–AgCl@TiO2在不同阶段光催化降解率的比较,b) 样品S4在不同阶段的光降解吸收光谱,c) 可见光照射下Ag–AgCl@TiO2 NPAS(S1-S7)和模拟太阳光的照射下的TiO2 NPAS (S0)在60min后的光催化活性的比较,d) S4重复五次实验的结果

图 7   a) 不同R的Ag–AgBr@TiO2在不同阶段光催化降解率的比较,b) 在可见光照射40分钟Ag–AgBr@TiO2 NPAS(S8-S14)和TiO2 NPAS的光催化活性的比较,c) 样品S11在不同阶段的光降解吸收光谱,d) S11重复五次实验的结果

图 8  可见光下的a) Ag–AgCl@TiO2 NPAS和 b) Ag–AgBr@TiO2 NPAS的能带结构与降解机理

Nano-Micro Letters《纳微快报》


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