全固态Z型WO_(3)/Ag/Ag_(3)PO_(4)的制备及光降解RhB性能的研究

摘要

光催化剂在环境净化、太阳能转换和水分解等各个领域都具有广泛的应用。其中全固态Z型光催化剂因其结构稳定,催化性能高效等优点而备受关注。三氧化钨低毒,性质相对稳定,价带氧化能力较强,但对可见光响应能力和催化活性不强;磷酸银对可见光响应能力强,但易发生光腐蚀。Ag_(3)PO_(4)与三氧化钨带隙匹配,将二者协同复合,构建全固态Z型催化体系,可以同时提高催化剂的催化活性和稳定性。以五水合氧化钨铵盐为原料,草酸作为诱导剂,以水热法首先合成具有核壳结构的氧化钨(WO_(3)/WO_(3)-X);再通过原位沉积法,将其与Ag_(3)PO_(4)复合,构建全固态Z型催化剂WO_(3)/Ag/Ag_(3)PO_(4)(简写为AW)。通过XRD、TEM、XPS、UV-Vis等表征方法证明,原位沉积的过程中,Ag+与WO_(3)/WO_(3)-X表面的氧空位发生原位氧化还原反应,使得部分Ag^(+)被氧空位缺陷还原成Ag,并紧密附着在氧化钨表面;同时,磷酸银原位沉积在WO_(3)/Ag表面,构筑成Z型催化体系。通过AW在可见光条件下降解罗丹明B(RhB)的实验,优化其组分含量,并得到磷酸银含量为83%时催化性能最佳,在4 min时可以将RhB完全降解。最后结合光催化机理的探究,提出Z型催化机制。