g-C₃N₄量子点修饰球形Bi₂WO₆及其光催化活性增强机制

郭莉^1,2，张开来¹，张鑫¹，赵芳丽¹，赵强¹，杨晓¹，王丹军^1,2，付峰^1,2

1. 延安大学化学与化工学院2. 陕西省化学反应工程重点实验室

摘 要：采用水热法制备三维分级结构Bi₂WO₆,在此基础上采用浸渍-焙烧法将g-C₃N₄量子点成功沉积在Bi₂WO₆的表面,获得Z-型结构g-C₃N₄/Bi₂WO₆光催化剂。采用XRD,FE-SEM,TEM,UV-Vis-DRS测试手段对催化材料的组成、形貌和光吸收特性进行表征。以亚甲基蓝（MB）和对硝基苯酚（p-NPh）为模型污染物,考察g-C₃N₄量子点表面修饰对Bi₂WO₆光催化活性的影响。结果表明:所得Bi₂WO₆为三维分级多孔结构,孔尺寸约为10nm,浸渍-焙烧法可将尺寸约5nm的g-C₃N₄量子点沉积在其二级结构纳米片表面。Z-型结构g-C₃N₄/Bi₂WO₆光催化剂的催化活性优于纯Bi₂WO₆的,且10%g-C₃N₄/Bi₂WO₆（质量分数）异质光催化剂对MB的降解表观速率常数(k_app)分别为纯Bi₂WO₆和g-C₃N₄的4.5倍和5.8倍,对p-NPh的k_app分别为纯Bi₂WO₆和g-C₃N₄的2.6倍和1.6倍。O■是光催化过程中的主要活性物种。g-C₃N₄量子点与Bi₂WO₆形成异质结,有利于拓宽光响应范围的同时有效抑制了Bi₂WO₆光生电子与空穴的复合,从而提高了催化剂的活性。

关键词：三维Bi₂WO₆;量子点修饰;Z-型g-C₃N₄/Bi₂WO₆;活性增强机理;