还原石墨烯氧化物/磷酸铋纳米复合物的合成及增强的光催化活性

发布时间：2022-01-02 20:30

　　以石墨烯氧化物和硝酸铋为前驱物、甘油为溶剂,200℃下反应1 h,采用溶剂热方法"一锅煮"合成还原石墨烯氧化物/磷酸铋复合纳米材料。利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、表面增强拉曼光谱和紫外-可见光谱对所合成样品的形貌和结构进行表征。以罗丹明B作为降解模型分子,考察了复合纳米材料在紫外光照射下的光催化活性。实验结果表明,复合纳米材料的光催化活性优于磷酸铋。在2 h内,还原石墨烯氧化物/磷酸铋对罗丹明B降解率为87.5%;而同样条件下,磷酸铋对罗丹明B的降解率仅为45.7%。复合材料光催化活性的提高主要归因于石墨烯纳米片高效的电子受体和传输特性能有效促进电子-空穴对的分离,进而提高了复合材料的降解效率。 

【文章来源】：分析化学. 2017,45(03)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

BiPO,(A)和RGO-BiPO,(B)的扫描电镜图BiPO,(C)和RGO-BiPO,(D)的透射电镜图

202兹（°）Intensity（a.u.）RGO鄄BiPO4BiPO4GO10304050607080图2GO(A)，BiPO4(B)和ＲGO-BiPO4(C)的X射线衍射谱Fig．2X-Ｒaydiffraction(XＲD)patternsofas-preparedgrapheneoxide(GO)(A)，BiPO4(B)andＲGO-BiPO4nanocomposite(C)由XPS谱(图3)可知所制备材料的元素组成和结合能。由图3C可见，所合成的复合材料含有4种元素C、O、P和Bi，GO的C1s谱(图3B)中的284．5，285．6，286．7和288．4eV分别对应C?C、C?O(羟基)、C?O(环氧/烷氧)和C?O功能基团中的碳原子。ＲGO-BiPO4的C1s谱(图3C)同样包含上述4个峰，但环氧/烷氧碳原子的峰强度与GO相比降低很多，表明GO被甘油还原。比较BiPO4和ＲGO-BiPO4中Bi4f(图3E)和P2P谱(图3F)发现，复合材料中两种元素的峰位置都略右移(图3E，F)，这可能是由于复合材料中ＲGO和BiPO4的能带结构产生了杂化，导致其结合能发生变化。拉曼光谱作为一种非破坏性的表征手段，在表征碳材料的结构和电子特性以及区分晶体结构的有Bindingenergy（eV）Intensity（a.u.）0400600800C20010001200P2pBi4fC1sO1sBindingenergy（eV）Intensity（a.u.）165EBindingenergy（eV）Intensity（a.u.）120130135140F280125145Bindingenergy（eV）Intensity（a.u.）275285290295300DRawC=O288.4eVC(epoxy/alkoxy)286.7eVC—OH285.6eVC—C284.5eV150155160170BiPO4RGO鄄BiPO4RGO鄄BiPO4BiPO4200Bindingenergy（eV）Intensity（a.u.）0400600

202兹（°）Intensity（a.u.）RGO鄄BiPO4BiPO4GO10304050607080图2GO(A)，BiPO4(B)和ＲGO-BiPO4(C)的X射线衍射谱Fig．2X-Ｒaydiffraction(XＲD)patternsofas-preparedgrapheneoxide(GO)(A)，BiPO4(B)andＲGO-BiPO4nanocomposite(C)由XPS谱(图3)可知所制备材料的元素组成和结合能。由图3C可见，所合成的复合材料含有4种元素C、O、P和Bi，GO的C1s谱(图3B)中的284．5，285．6，286．7和288．4eV分别对应C?C、C?O(羟基)、C?O(环氧/烷氧)和C?O功能基团中的碳原子。ＲGO-BiPO4的C1s谱(图3C)同样包含上述4个峰，但环氧/烷氧碳原子的峰强度与GO相比降低很多，表明GO被甘油还原。比较BiPO4和ＲGO-BiPO4中Bi4f(图3E)和P2P谱(图3F)发现，复合材料中两种元素的峰位置都略右移(图3E，F)，这可能是由于复合材料中ＲGO和BiPO4的能带结构产生了杂化，导致其结合能发生变化。拉曼光谱作为一种非破坏性的表征手段，在表征碳材料的结构和电子特性以及区分晶体结构的有Bindingenergy（eV）Intensity（a.u.）0400600800C20010001200P2pBi4fC1sO1sBindingenergy（eV）Intensity（a.u.）165EBindingenergy（eV）Intensity（a.u.）120130135140F280125145Bindingenergy（eV）Intensity（a.u.）275285290295300DRawC=O288.4eVC(epoxy/alkoxy)286.7eVC—OH285.6eVC—C284.5eV150155160170BiPO4RGO鄄BiPO4RGO鄄BiPO4BiPO4200Bindingenergy（eV）Intensity（a.u.）0400600


本文编号：3564842