分級多孔結構Bi2WO6/TiO2納米材料的生物模板法制備及其光催化性能

王爭一,白 莉*,林鑫辰,馮 威

1吉林建筑大學市政與環境工程學院,長春 1301182吉林大學新能源與環境學院,長春 130012

0 引言

二氧化鈦(TiO2)是一種重要的金屬氧化物納米材料.光子在TiO2上產生載流電子所需的最小帶隙能量為3.2 eV,相當于388 nm的吸收閾值,屬于紫外區域.所以,只有在紫外光的照射下,才能激活價帶電子躍遷,產生光激發點子和空穴促使氧化還原反應的進行.TiO2的帶隙能相對較高,且光生電子-空穴極易復合,致使可見光條件下光催化降解效果較差[1],使得TiO2作為光催化劑對太陽光的利用率僅有5%的紫外光且還有光生載流子復合率高的缺點,而紫外燈照射條件所需成本過高.因此,制備具有可見光響應的光催化劑成為一項重要課題.對TiO2進行改進、提高光催化活性并使其光相應拓展到可見光區是當前研究的熱點.半導體的復合方法是運用TiO2與半導體材料的復合來降低光生電子-空穴對的復合速率,從而提高光催化效率,而鎢酸鉍(Bi2WO6)作為帶隙能窄的半導體光催化材料,可被可見光激發,而且具有光化學性能穩定、氧化還原能力強等優點.可利用Bi2WO6與TiO2的能帶交替效應抑制光生載流子的復合,從而拓寬材料光譜效應范圍,使TiO2光催化性能得到改善[2].

生物模板法源于仿生學中的結構仿生,以某種天然生物材料為模板,然后用模板與前驅體之間發生物理、化學、生物的反應,對無極晶粒的生長、成核、組裝產生影響,進而在分子水平上控制材料的結構、形貌……