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中国地质大学吕凤柱&张以河Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Aspects:Bi基多孔磁性电纺纤维的制备及其在弱极性介质中的光催化性能
2020/10/15 15:58:16 admin

DOI:10.1016/j.colsurfa.2020.125718

制备实用、易回收的高效光催化剂是本课题的研究方向。在当前的工作中,采用静电纺丝和煅烧法制备了双组分和三组分多孔磁性光催化剂。引入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以介导静电纺丝,其仍然是制孔的牺牲成分。因此,本工作为多孔电纺纤维的制备提供了一种简便易行的方法。然后,测试了纤维对甲基橙(MO)的催化性能。尽管目标纤维由于其低亲水性而在水中几乎没有光催化作用。通过调节反应介质可大大提高它们的光催化效果。在THF:H2O(体积比=3:2)中,由于改善了催化剂和污染物之间的界面,三组分光催化剂可以在10分钟内去除100%的40 ppm MO,显示出优异的光催化效果。较好的光催化效果和磁响应特性使所制备的纤维有望成为一种高效且易于回收的光催化剂。

 

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图1.Bi2SiO5/Bi2Fe4O9(a)和Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4(b)的XRD图。


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图2.Bi2SiO5/Bi2Fe4O9(a,b)和Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4(c,d)的SEM图。


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图3.Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4纤维的元素分散。


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图4.Bi2SiO5/Bi2Fe4O9(a,b)与Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4(c,d)的接触角。


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图5.Bi2SiO5/Bi2Fe4O9(a)和Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4(b)在不同浓度甘油水溶液中以及Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4在不同溶液中的光催化特性(c)。


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图6.MO与纤维相互作用的示意图。


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图7.Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4对不同浓度MO的光催化性能。


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图8.Bi2SiO5/Bi2Fe4O9(a)和Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4(b)催化100ppm MO过程中随时间变化的Uv-vis,催化剂为Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4,MO浓度为100ppm(c)和40ppm(d)时的比较线。


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图9.浓度为100ppm时MO分子可能的分解中间体。


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图10.Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4和Bi2SiO5/Bi2Fe4O9的紫外可见漫反射光谱(a)。Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4(b)和Bi2SiO5/Bi2Fe4O9(c)的带隙图。


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图11.在紫外光照射下,Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4在有无不同清除剂的情况下对MO的光催化降解(a)及其催化机理(b)。


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图12.在0.1M Na2SO4水溶液中,Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4在可见光照射下的PL光谱(a)和瞬态光电流响应以及Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4的重复应用(c)。


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图13.(a)Bi2SiO5/Bi2Fe4O9和(b)Bi2SiO5/Bi2Fe4O9/C3N4的VSM。


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