2D/3D AgIO3/BaTiO3Z型异质结光催化剂的制备及其降解罗丹明B性能研究

作者:崔永飞; 刘威; 孙欢欢; 袁盼盼; 王锋辉
来源:陕西科技大学学报, 2023, 41(05): 77-86.
DOI:10.19481/j.cnki.issn2096-398x.2023.05.023

摘要

作为一种典型的钙钛矿结构半导体,BaTiO3因其具有良好的物理化学稳定性及铁电极化电场,在光催化领域受到了广泛的关注.然而,纯相BaTiO3的光吸收能力比较差并且其光生电荷的复合率仍较高.构建异质结被认为是一项促进载流子分离的有效策略.本文结合水热法及室温沉淀法制备了一系列不同摩尔比的2D/3D AgIO3/BaTiO3复合光催化剂,并以300 W氙灯照射下降解有机染料罗丹明B评价其光催化性能.结果表明,当AgIO3与BaTiO3的摩尔比为1时,样品具有最佳的降解效率,其降解反应速率是BaTiO3的51.3倍,是AgIO3的9.9倍.基于光电化学与荧光光谱的分析结果,这被归因为AgIO3/BaTiO3 Z型异质结的形成提高了光生载流子的分离效率,有效抑制了光生电子-空穴复合,并且2D和3D的微观结构提供了丰富的活性位点,进一步促进了光生载流子的快速迁移.此外,循环实验表明随着循环次数的增加而降解性能有所提升并趋于稳定,这是由于复合光催化剂中的AgIO3在光催化降解中被部分分解为Ag和AgI,Ag和AgI的生成进一步促进了光生载流子的分离以及光催化剂的光吸收能力,从而一定程度上改善了样品在循环后的光催化性能.本研究为设计和构筑高效异质结复合光催化剂提供了新思路.

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