Pt/PbWO4微米晶的高光催化性能
本文介绍了一种利用水热结合焙烧法首先合成了长度大于1 μm的棒状PbWO4微米晶. 然后利用光化学沉积法, 在PbWO4微米晶表面沉积不同含量(0.5 wt%, 1 wt%, 和2 wt%)的Pt纳米粒子. 利用X射线衍射(XRD)、N2物理吸附、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光电子能谱(XPS)、光致发光谱(PL)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)等手段对所制PbWO4和Pt/PbWO4进行了表征. 表征结果表明, 合成的PbWO4和Pt/PbWO4的比表面积很小(1.5–1.9 m2/g), 沉积的Pt纳米粒子为金属态. UV-Vis DRS测试表明, 沉积的Pt纳米粒子在光照下可以产生表面等离子共振, 促进可见光的吸收. 另外, PL的结果则证实Pt纳米粒子的存在还可抑制PbWO4晶体在光照下产生的光生e–和h+的分离. 而XRD和高分辨TEM分析表明PbWO4微米棒的晶体生长方向为(–102)晶体方向. 电子选区衍射表明, 棒状PbWO4微米晶具有极高的结晶度. 以氙灯为光源进行了光催化降解染料酸性橙II的光催化性能测试. 结果表明, 当沉积1–2 wt%Pt纳米粒子时, 可使光催化活性提高2倍左右. 另外, Pt/PbWO4微米棒的密度较大, 非常容易进行离心分离催化剂及其循环使用. 在第一次使用时酸性橙II的降解率为93%, 而在第四次使用时酸性橙II的降解率仍维持在88%, 表现出很好的光催化稳定性. Pt/PbWO4具有很高的光催化活性的原因, 一方面是由于其具有很高的结晶度和独特的棒状结构, 另一方面是由于沉积的Pt纳米粒子在光照下可以产生表面等离子共振, 促进了可见光的吸收和光生e–与h+的分离.