DOI:10.1002/slct.202003287
在本研究中,通过一步静电纺丝法和随后的Ag纳米粒子(NPs)修饰合成了平均直径约为195nm的磷掺杂二氧化钛纳米纤维(TNF)。在模拟太阳光下,2%P掺杂TNFs(Ag-PTNFs)上尺寸约为8nm的AgNPs对Cr(VI)的还原表现出优异的光催化活性,在pH=3的条件下,90分钟内Cr(III)的转化率约为100%,伪一级速率常数为0.085min-1,比TNFs高96.5%。Ag-PTNFs还表现出良好的亚甲基蓝光降解性能,其伪一级速率常数为0.052min-1,比TNFs高82.7%。Ag-PTNFs增强的光催化性能可归因于带隙的减少,电荷分离的增加和重组率的降低。本文提出了一种基于银和磷掺杂协同效应的光催化机理,凸显了该类复合材料在水修复方面的潜力。
图1.(a)TNFs,(b)2%-PTNFs和(c)Ag-PTNFs的FE-SEM图像以及相应的(d)XRD和(e)FTIR光谱。
图2.(a)TNFs、PTNFs和Ag-PTNFs的XPS全扫描光谱以及(b)Ti 2p,(c)P 2p和(d)Ag 3d的相应高分辨率XPS。
图3.Ag-PTNFs的(a,b)TEM和(c,d)HRTEM图像。
图4.(a)TNFs的紫外可见漫反射光谱,(b)呈现带隙的Kulbelka-Munk变换和(c)光致发光光谱。
图5.(a)在模拟太阳辐射下所有样品对Cr(VI)的光还原性能;(b)Cr(VI)-DPC复合物对Ag-PTNFs的时间依赖性紫外可见吸收光谱;(c)Cr(VI)光还原的伪一级动力学和相应的(d)速率常数。
图6.(a)MB的光氧化;(b)Ag-PTNFs对MB的紫外可见吸收光谱;(c)MB光降解的伪一级动力学;(d)TNFs、1%-PTNFs、2%-PTNFs、Ag-TNFs和Ag-PTNFs光氧化MB的速率常数。
图7.(a)在存在和不存在自由基清除剂的情况下,Ag-PTNFs对MB的光降解效率。(b)Ag-PTNFs光降解MB三个循环期间的光催化性能。
图8.模拟太阳辐射下Ag-PTNFs的光催化还原和氧化机理。