分级多孔结构Bi2WO6/TiO2纳米材料的生物模板法制备及其光催化性能

摘要

本文以玉米秸秆为生物模板,高温焙烧制备了具有玉米秸秆分级多孔结构的纯相二氧化钛(TiO2),再通过水热法制备了钨酸铋(Bi2WO6)/二氧化钛(TiO2)复合催化材料.运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及紫外可见(UV-vis)漫反射等手段对催化材料的组成和微观结构进行了表征分析.结果表明,通过高温焙烧法制备的样品为纯相锐钛矿型TiO2,TiO2表面呈片状结构,通过多孔道相互联结形成多孔蜂窝结构,Bi2WO6呈花球状附着在TiO2表面,形成Bi2WO6/TiO2复合材料.以氙灯为光源,采用罗丹明B作为光催化降解污染物评价复合催化材料的光催化性能.结果表明:相较于纯相TiO2材料,Bi2WO6/TiO2复合材料在可见光下表现出对罗丹明B较好的催化活性.在氙灯光照射120min后,采用模板法制备的Bi2WO6/TiO2对罗丹明B的降解率高于无模板制备的Bi2WO6/TiO2复合材料,分别为99.3%和81.7%.在Bi2WO6/TiO2掺杂比为1∶2时,复合光催化材料表现出的光催化活性最好,并且在溶液pH=6、复合光催化材料投加量为0.4g时降解效果最佳.复合催化剂的光催化活性的提高主要由于Bi2WO6和TiO2形成了异质结构,提高了光生电子-空穴对的分离效率.