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负载铜钨酸铋的制备及其光催化性能

许明明;安佳乐;张新欣;王宇;董晓丽;马春

【摘要】利用两步水热法制备了可见光响应的Cu/Bi2WO6光催化剂,通过X射

线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、紫外-可见漫反射光谱和光致发光光谱等对

样品进行表征.在可见光照射下光催化分解罗丹明B(RhB),对Cu/Bi2WO6复合材

料的光催化性能进行了评价.实验结果表明,Cu2+被乙二醇还原为Cu单质并负载在

花球状钨酸铋表面.与纯Bi2WO6相比,Cu/Bi2WO6的可见光吸收更强,光生载流

子利用率更高.Cu的负载量为1.0％时,Cu/Bi2WO6复合材料的光催化活性最高,

在可见光照射100min后对RhB的降解率达到90％.

【期刊名称】《大连工业大学学报》

【年(卷),期】2019(038)005

【总页数】5页(P360-364)

【关键词】光催化剂;钨酸铋;水热法

【作者】许明明;安佳乐;张新欣;王宇;董晓丽;马春

【作者单位】大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连116034;大连工业大

学轻工与化学工程学院,辽宁大连116034;大连工业大学轻工与化学工程学院,

辽宁大连116034;大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连116034;大连工

业大学轻工与化学工程学院,辽宁大连116034;大连工业大学轻工与化学工程学

院,辽宁大连116034

【正文语种】中文

【中图分类】X703

0引言

二氧化钛作为传统半导体光催化剂具有无毒、催化活性高、稳定性好等优点，但

TiO2的带隙宽为3.2eV仅能吸收紫外光，所以迫切需要开发高效的、具有可见光

响应的光催化剂。1999年Kudo和Hijii首次报道了乌酸铋(Bi2WO6)具有光催化

分解水的活性，在不同半导体复合体系中Bi2WO6禁带宽度约为2.7eV，能有效

地对可见光做出响应[1]。然而，Bi2WO6的光催化性能明显受限于光吸收效率低、

电荷转移速率慢和光生载流子复合率高等因素。为获得高光催化活性的Bi2WO6

材料，研究人员采用许多方法提高Bi2WO6光生载流子的利用率，加速表面氧化

还原反应，提高光催化降解污染物效率，例如形貌调控、表面改性以及与其他光催

化剂构建异质结等[2]。

近年来，用等离子体贵金属沉积在光催化剂表面形成Schottky结相关研究，受到

人们广泛关注。光催化剂上的贵金属有助于增加光吸收，分离光生电荷，并激发半

导体中的电子-空穴对。虽然Au、Ag、Pt等金属纳米粒子负载能够显著提高

Bi2WO6在可见光照射下的光催化活性，但它们稀少且昂贵，严重限制了实际应

用。在这方面，铜是一种极具吸引力的替代品，因其成本低、导电性好且带隙很小。

到目前为止，许多文献报告了关于金属铜颗粒沉积在半导体纳米上的情况，如

Bi2O3、TiO2、ZnO和C3N4，与铜复合后都表现出对污染物的高光催化降解性

能[3]。光催化活性增强的原因是金属Cu和半导体之间等离子体诱导的电荷转移，

减少电子和空穴复合，提高了载流子利用率。Gao等[4]研究了Cu负载Bi2WO6

三维微球的合成、表征和光催化活性能。Xu等[5]研究了Bi2WO6/Cu0具有类芬

顿协同效应的一种新型复合体系，表现了卓越的光催化性能。然而他们的铜沉积方

法复杂，对实验条件要求较高。

本研究用一种简便的方法制备了铜负载的钨酸铋(Cu/Bi2WO6)，通过水热法合成

花球状Bi2WO6，以乙二醇为还原剂，用溶剂热法将Cu2+还原成Cu纳米粒子，

并原位固定在Bi2WO6表面，研究确定了反应温度和最佳的Cu负载量，并进行

了结构表征和性能测试。

1实验

1.1试剂

五水合硝酸铋、钨酸钠、硝酸铜、硝酸(优级纯)、乙二醇(优级纯)、乙醇(分析纯)、

罗丹明B。

1.2实验方法

1.2.1花球状Bi2WO6的制备

取1mol/L的HNO3滴加到25mL去离子水中，搅拌均匀，加入

Bi(NO3)3·5H2O