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齐鲁工业大学卢启芳:Ag-CoO4/CdWO4等离子体光催化剂的制备及其在左氧氟沙星转化中的应用
2022/4/18 15:53:20 admin

DOI: 10.1016/j.jtice.2022.104267

 

光催化技术的发展高度依赖于兼具高活性和长期稳定性的光催化剂的结构与设计。本研究首次通过静电纺丝和原位沉积两步法构建了一种新型等离子体Ag修饰CoWO4/CdWO4光催化剂(Ag-CoWO4/CdWO4)管状Z型异质结。受益于Z型异质结、一维管状结构和Ag纳米粒子的局域表面等离子体共振(LSPR)效应的协同作用,在左氧氟沙星(LVF)光催化中Ag-CoWO4/CdWO4异质结构光催化剂表现出强烈的可见光吸收、高电荷分离,以及增强的光催化活性。实验结果表明·OH、h+和·O2-作为活性物质,有利于促进并加速LVF氧化。本工作提出了在实际应用中引入专用复合光催化剂的想法,克服了单个材料的固有限制。

 

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图1.(a,b)S1和(c,d)S3样品的SEM图像。(e,f)S3样品的TEM图像、(g,h)HRTEM图像以及(i)STEM图像和元素映射。

 

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图2.(a)CdWO4、S1和S3样品的XRD图谱。CdWO4、S1和S3样品中(b)Cd3d、(c)W4f、(d)Co2p、(e)O1s和(f)Ag3d的高分辨率XPS光谱。

 

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图3.(a)不同样品的紫外-可见漫反射光谱(插图:制备样品颜色的照片),(b)稳态PL光谱,(c)时间分辨PL衰减光谱,(d)瞬态光电流响应,(e)电化学阻抗谱,和(f)EPR谱。

 

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图4.(a)CdWO4、CoWO4和S1-S4样品的光催化LVF降解等值线图。(b)S3样品光催化LVF的五个连续循环。光催化前后S3样品中(c)Ag3d、(d)Cd3d、(e)W4f和(f)Co2p的XPS光谱。

 

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图5.(a)LVF光催化5次循环稳定性试验前后S3样品的XRD图谱。(b)LVF光催化5次循环稳定性试验后S3样品的SEM图像。

 

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图6.(a)使用S3样品作为光催化剂的自由基捕获实验。不同样品的DMPO自旋捕获EPR光谱:(b)DMPO-·O2-和(c)DMPO-·OH。

 

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图7.LVF中间体在Ag-CoWO4/CdWO4上于(a)0分钟、(b)30分钟、(c)60分钟和(d)90分钟时的HPLC-MS谱图。

 

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图8.S3样品存在下LVF的光催化降解途径。

 

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图9.(a)CdWO4和CoWO4的(ahv)2与hv曲线,以及(b)Mott-Schottky图。

 

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图10.Ag-CoWO4/CdWO4对LVF的可能光催化机理。

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