水热法合成Ni 2 P/Fe 3 O 4 复合材料及其光催化性能
发布时间：2021-11-09 16:57
以直径约为2μm的Ni2P微球作为前驱体,乙二醇（EG）作为溶剂,在添加表面活性剂聚乙二醇10000（PEG-10000）的条件下利用水热法成功制备出了Ni2P/Fe3O4复合材料.通过对所制备产物的结构和形貌表征后得知所制备的Ni2P/Fe3O4复合材料是由六方相的Ni2P微球和立方相的Fe3O4纳米颗粒构成的.其中,Fe3O4纳米粒子附着于Ni2P微球的表面,并在其表面形成一些凸起.通过对其光催化性能的研究,发现Ni2P/Fe3O4复合材料对亚甲基蓝溶液有很好的降解效果.
【文章来源】：陕西科技大学学报(自然科学版). 2016,34(02)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图２Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料的ＥＤＳ图形貌分析
ｉ２Ｐ微球．第二阶段是将Ｆｅ３Ｏ４纳米颗粒沉积到Ｎｉ２Ｐ微球的表面．在溶剂热反应开始前，首先在超声和磁力搅拌过程中，利用表面活性剂聚乙二醇１００００对Ｎｉ２Ｐ微球进行表面改性．然后，磁力搅拌条件下，使Ｆｅ３＋均匀的分散在Ｎｉ２Ｐ微球的表面．最后，在溶剂热反应条件下，Ｆｅ３＋经反应转变成了Ｆｅ３Ｏ４颗粒，最终使Ｆｅ３Ｏ４纳米颗粒成功的沉积在Ｎｉ２Ｐ微球的表面．反应过程如图５所示．图５Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料的形成机理示意图２．４Ｎｉ２Ｐ微球和Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料的光催化性能图６是光催化降解亚甲基蓝溶液的紫外吸收光谱图，其中图６（ａ）是未加入任何催化剂的空白对照，６（ｂ）和６（ｃ）则是分别加入了Ｎｉ２Ｐ催化剂和Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４催化剂的紫外吸收光谱图．从图６的曲线图可以看出，染料亚甲基蓝的最大吸收峰在６６５ｎｍ处．从图６（ａ）中可以看出在未加催化剂的情况下，亚甲基蓝染料几乎没有任何降解，说明亚甲基蓝染料在５００Ｗ汞灯的照射下不会发生自降（ａ）空白对照（ｂ）含Ｎｉ２Ｐ催化剂·６７·
陕西科技大学学报第３４卷（ｃ）含Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４催化剂图６光催化降解亚甲基蓝的紫外吸收光谱图解．在加入Ｎｉ２Ｐ催化剂和Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４催化剂以后，随着光照时间的增加，亚甲基蓝染料发生了明显的降解，吸收峰的强度出现了不同程度的下降．并且随着光照时间的增加，亚甲基蓝染料的最大吸收峰强度迅速下降，意味着亚甲基蓝染料迅速被降解．图７显示的是其相应的光催化染料降解率图．从图中可以看出，紫外光照射９０ｍｉｎ后亚甲基蓝溶液自降解率大约仅为２％．这说明亚甲基蓝染料在紫外光照射下的自降解率较低．加入Ｎｉ２Ｐ催化剂后，在紫外光照射９０ｍｉｎ后，磷化镍可使亚甲基蓝染料降解达到约５６％左右．由此可见磷化镍微球可以很好的光催化降解亚甲基蓝溶液．在加入Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料９０ｍｉｎ后，亚甲基蓝染料的降解率达到最高，约为８５％．图７光催化降解亚甲基蓝的降解率图Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料的光催化性能增强的原因有两个：（１）由于Ｆｅ３Ｏ４的禁带宽度仅为０．１ｅＶ，因此在光催化过程中，由Ｎｉ２Ｐ光激发产生的电子和空穴可以迅速的转移到Ｆｅ３Ｏ４的价带和导带上，如此可以在一定程度上抑制光生电子和空穴的结合，从而促进了光催化的过程［２１］；（２）Ｆｅ３Ｏ４的高传导性可以加速电子的移动［２２］，进一步促使光生电子和空穴的分离从而提高了其光催化效率．另外由于Ｆｅ３Ｏ４具有较强的磁性，因此该催化剂在水污染液中可以被迅速分离，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe3O4磁性材料的制备及其光催化降解性能[J]. 刘淑玲,许青青. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2015(02)
[2]低温合成TiO2/Fe3O4磁载光催化剂的光催化性能研究[J]. 喻黎明,刘建军,于迎春,左胜利,李保山. 北京化工大学学报(自然科学版). 2011(02)
[3]Synthesis of ZnO nanorods and their optical absorption in visible-light region[J]. WU LIli, WU Youshi, SHI Yuanchang, and WEI Huiying College of Materials Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China. Rare Metals. 2006(01)
[4]SYNTHESIS OF HYDROPHILIC ZnS NANOCRYSTALS AND THEIR APPLICATION IN PHOTOCATALYTIC DEGRADATION OF DYE POLLUTANTS[J]. Junping Li1,2, Yao Xu1, Yong Liu1,2, Dong Wu1 and Yuhan Sun1,* 1State Key Laboratory of Coal Conversion, Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Taiyuan 030001, P. R. China 2Graduate school of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100089, P. R. China *Author to whom correspondence should be addressed. E-mail: yhsun@sxicc.ac.cn. China Particuology Science and Technology of Particles. 2004(06)
[5]半导体纳米材料和物理[J]. 夏建白. 物理. 2003(10)
本文编号：3485728
【文章来源】：陕西科技大学学报(自然科学版). 2016,34(02)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
图２Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料的ＥＤＳ图形貌分析
ｉ２Ｐ微球．第二阶段是将Ｆｅ３Ｏ４纳米颗粒沉积到Ｎｉ２Ｐ微球的表面．在溶剂热反应开始前，首先在超声和磁力搅拌过程中，利用表面活性剂聚乙二醇１００００对Ｎｉ２Ｐ微球进行表面改性．然后，磁力搅拌条件下，使Ｆｅ３＋均匀的分散在Ｎｉ２Ｐ微球的表面．最后，在溶剂热反应条件下，Ｆｅ３＋经反应转变成了Ｆｅ３Ｏ４颗粒，最终使Ｆｅ３Ｏ４纳米颗粒成功的沉积在Ｎｉ２Ｐ微球的表面．反应过程如图５所示．图５Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料的形成机理示意图２．４Ｎｉ２Ｐ微球和Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料的光催化性能图６是光催化降解亚甲基蓝溶液的紫外吸收光谱图，其中图６（ａ）是未加入任何催化剂的空白对照，６（ｂ）和６（ｃ）则是分别加入了Ｎｉ２Ｐ催化剂和Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４催化剂的紫外吸收光谱图．从图６的曲线图可以看出，染料亚甲基蓝的最大吸收峰在６６５ｎｍ处．从图６（ａ）中可以看出在未加催化剂的情况下，亚甲基蓝染料几乎没有任何降解，说明亚甲基蓝染料在５００Ｗ汞灯的照射下不会发生自降（ａ）空白对照（ｂ）含Ｎｉ２Ｐ催化剂·６７·
陕西科技大学学报第３４卷（ｃ）含Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４催化剂图６光催化降解亚甲基蓝的紫外吸收光谱图解．在加入Ｎｉ２Ｐ催化剂和Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４催化剂以后，随着光照时间的增加，亚甲基蓝染料发生了明显的降解，吸收峰的强度出现了不同程度的下降．并且随着光照时间的增加，亚甲基蓝染料的最大吸收峰强度迅速下降，意味着亚甲基蓝染料迅速被降解．图７显示的是其相应的光催化染料降解率图．从图中可以看出，紫外光照射９０ｍｉｎ后亚甲基蓝溶液自降解率大约仅为２％．这说明亚甲基蓝染料在紫外光照射下的自降解率较低．加入Ｎｉ２Ｐ催化剂后，在紫外光照射９０ｍｉｎ后，磷化镍可使亚甲基蓝染料降解达到约５６％左右．由此可见磷化镍微球可以很好的光催化降解亚甲基蓝溶液．在加入Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料９０ｍｉｎ后，亚甲基蓝染料的降解率达到最高，约为８５％．图７光催化降解亚甲基蓝的降解率图Ｎｉ２Ｐ／Ｆｅ３Ｏ４复合材料的光催化性能增强的原因有两个：（１）由于Ｆｅ３Ｏ４的禁带宽度仅为０．１ｅＶ，因此在光催化过程中，由Ｎｉ２Ｐ光激发产生的电子和空穴可以迅速的转移到Ｆｅ３Ｏ４的价带和导带上，如此可以在一定程度上抑制光生电子和空穴的结合，从而促进了光催化的过程［２１］；（２）Ｆｅ３Ｏ４的高传导性可以加速电子的移动［２２］，进一步促使光生电子和空穴的分离从而提高了其光催化效率．另外由于Ｆｅ３Ｏ４具有较强的磁性，因此该催化剂在水污染液中可以被迅速分离，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe3O4磁性材料的制备及其光催化降解性能[J]. 刘淑玲,许青青. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2015(02)
[2]低温合成TiO2/Fe3O4磁载光催化剂的光催化性能研究[J]. 喻黎明,刘建军,于迎春,左胜利,李保山. 北京化工大学学报(自然科学版). 2011(02)
[3]Synthesis of ZnO nanorods and their optical absorption in visible-light region[J]. WU LIli, WU Youshi, SHI Yuanchang, and WEI Huiying College of Materials Science and Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China. Rare Metals. 2006(01)
[4]SYNTHESIS OF HYDROPHILIC ZnS NANOCRYSTALS AND THEIR APPLICATION IN PHOTOCATALYTIC DEGRADATION OF DYE POLLUTANTS[J]. Junping Li1,2, Yao Xu1, Yong Liu1,2, Dong Wu1 and Yuhan Sun1,* 1State Key Laboratory of Coal Conversion, Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Taiyuan 030001, P. R. China 2Graduate school of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100089, P. R. China *Author to whom correspondence should be addressed. E-mail: yhsun@sxicc.ac.cn. China Particuology Science and Technology of Particles. 2004(06)
[5]半导体纳米材料和物理[J]. 夏建白. 物理. 2003(10)
本文编号：3485728
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