CeO2改性WO3/g-C3N4光催化氧化脫硫性能

劉帥，李學(xué)雷，王爍天，李旭賀，王彥娟，苑興洲，張健，封瑞江

（1 遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部，遼寧撫順113001； 2 營口理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程系，遼寧營口115014）

引 言

目前，環(huán)境污染已經(jīng)成為了人們生活中日益嚴(yán)峻的問題之一，其中化石燃料的燃燒對環(huán)境污染尤為突出。在眾多解決環(huán)境問題的技術(shù)中，以半導(dǎo)體材料為催化劑的光催化技術(shù)備受人們關(guān)注，然而大部分半導(dǎo)體光催化劑有著一定的缺陷，例如可見光響應(yīng)不足、量子效率低[1-2]。近些年，石墨相氮化碳(g-C3N4)作為一種不含金屬、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好的新型二維材料被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，例如光催化分解水、凈化污染物和電化學(xué)傳感器等[3]。但是由于g-C3N4光生電子-空穴易復(fù)合、量子效率低、比表面積較小等原因，造成了g-C3N4光催化活性較低，如何改進(jìn)石墨相氮化碳的光催化性能成為研究熱點。

三氧化鎢(WO3)是一種無毒性、穩(wěn)定性高的光催化劑，其擁有與g-C3N4相似帶隙寬度2.7 eV。因為其價帶值(VB)為3.44 eV，導(dǎo)帶值(CB)約為0.74 eV，所以WO3具有強氧化性的光生空穴和弱還原性的光生電子，但光生空穴和電子的易復(fù)合也導(dǎo)致了其光催化性能較低[4-6]。有研究表明將兩種能帶可以匹配的半導(dǎo)體材料結(jié)合在一起形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，可以有效地分離光生電子和空穴。Aslam 等[7]將g-C3N4與WO3復(fù)合形成Z-scheme 型異質(zhì)結(jié)，使g-C3N4價帶上的空穴與WO3導(dǎo)帶上的電子復(fù)合，這樣既分離了二者自身的電子空穴對，又利用了積累在g-C3N4導(dǎo)帶上擁有還原性的電子和積累在WO3價帶上強氧化性的空穴，在可見光降解羅丹明B(RhB)實驗中表現(xiàn)出良好的光催化活性。……