磁性p-MnZnFe2O4@n-ZnS异质结的原位构筑及光催化性能提升的研究

作者：牛志睿; 覃小倩; 任彩艳; 梁小龙; 王要泽; 黄华

来源：延安大学学报(自然科学版), 2022, 41(04): 18-24.

DOI：10.13876/J.cnki.ydnse.2022.04.018

• 绿色合成
• 锰锌铁氧体
• ZnS
• 磁性催化剂
• p-n异质结

以废旧碱性电池和硫脲为原料，采用绿色生物浸提+水热原位构筑出一种新型球形异质结磁性MnZnFe2O4@ZnS光催化剂。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外漫反射(UV-vis)、价带能谱(VB-XPS)、磁滞回线(VSM)、光致发光(PL)和莫特-肖特基(Mott-Schottky)图谱等测试手段，对异质结进物相、形貌、磁学和光学等特性进行了表征分析。探索了磁性锰锌铁氧体基光催化异质结的原位构筑对提升ZnS可见光催化的影响特性。结果表明，制备的球形p-n异质结显著提高了对可见光的吸收，有效抑制了电子空穴对的结合。对MnZnFe2O4@ZnS、MnZnFe2O4、ZnS和商用P25 TiO2等4种材料进行了降解模型污染物亚甲基蓝(MB)的实验，发现MnZnFe2O4@ZnS反应动力学常数分别是后3种材料的9.6、7.8和7.0倍，光照180 min实现了99.0%的MB降解。电子自旋共振(ESR)和自由基淬灭试验表明，空穴(h+)和超氧自由基(·O2-)是光催化过程中的主要活性物质。此外，经5次循环验证，MnZnFe2O4@ZnS材料具有较高的稳定性和磁分离性能，该研究为废电池的绿色利用提供了一种高附加值新策略。

• 单位
  延安大学