Effets synergiques des nanoparticules d'Ag/BiV1-xMoxO4 avec une activité photocatalytique améliorée

Contexte

Compte tenu de la pollution croissante de l'environnement et des crises énergétiques, le développement de solutions efficaces et prometteuses pour réduire les pénuries d'énergie et protéger l'environnement est primordial [1, 2]. Semi-conducteurs à base de photocatalyseurs, tels que Bi₂ WO₆ [3, 4], BiPO₄ [5, 6], Ag₃ Bon de commande₄ [7, 8] et BiVO₄ [9,10,11,12,13], ont attiré beaucoup d'attention en raison de leurs applications dans la dégradation des polluants organiques ou la production d'hydrogène à partir de la séparation de l'eau. Néanmoins, la plupart des photocatalyseurs à oxyde existants ont une efficacité de réponse à la lumière très faible, principalement parce qu'ils ne répondent qu'à la lumière ultraviolette en raison de leurs bandes interdites étroites [14,15,16]. De plus, les électrons photoinduits peuvent facilement se recombiner avec des trous, ce qui réduit les performances optiques [17, 18].

En raison de son activité photocatalytique visible, de sa large bande interdite de 2,42 eV, de sa stabilité élevée et de sa non-toxicité, le vanadate de bismuth (BiVO₄ ) est un photocatalyseur prometteur à semi-conducteurs de type n [19,20,21]. Cependant, son efficacité de transfert de porteur résultante est relativement faible, conduisant à la recombinaison d'électrons et de trous photogénérés, ce qui limite sévèrement les performances photocatalytiques de BiVO₄ . Diverses études ont évalué BiVO₄ modifications [20, 22, 23, 24], et substitution ou dopage métallique sur BiVO₄ a été montré comme la méthode la plus efficace pour changer son efficacité de transport de transporteur. Le dopage des éléments métalliques introduit de nouveaux défauts ou charges dans le réseau cristallin [25], influençant le mouvement des électrons et la création de trous sous irradiation lumineuse [26, 27]. Des ajustements de l'état de la distribution ou des changements dans les structures de bande peuvent entraîner des changements dans l'activité des semi-conducteurs [28]. Par exemple, Thalluri et al. [29] ont introduit du molybdène hexavalent (Mo) à un pH presque neutre pour remplacer V tout en préservant le rapport atomique de fBiVO₄ , conduisant à la formation d'une bonne structure cristalline et d'une activité photocatalytique considérable pour l'oxydation de l'eau. Mo a une valence plus élevée que V et renforce donc les caractéristiques de type n du matériau [30]. De plus, l'activité photocatalytique de BiVO₄ dépend fortement de ses différentes facettes cristallines. Études récentes sur le dépôt de métaux nobles, tels que Ag, Cu et Au, sur les différentes facettes de BiVO₄ ont démontré une bonne activité photocatalytique [31,32,33]. Li et al. [34] a produit un Ag/BiVO₄ composite par synthèse hydrothermale et photoréduction d'Ag déposé sur les (040) facettes cristallines de BiVO₄ , conduisant à une performance photoélectrochimique améliorée, comme indiqué par la séparation rapide des paires électron-trou.

Dans la présente étude, nous nous appuyons sur l'approche de synthèse hydrothermale facile de Li et al. [29] pour obtenir BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ dans des conditions faiblement alcalines, couplée à un dépôt de photoréduction de nanoparticules d'Ag sur les facettes (040) des matériaux substrats tels que produits. Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ les photocatalyseurs composites ont été synthétisés avec succès et ont montré une dégradation photocatalytique améliorée de la rhodamine B (RhB) sous irradiation par lampe au xénon (λ> 420 nm) par rapport au BiVO₄ non composite déposé en Ag ou dopé au Mo matériaux. Nous rapportons ici la préparation, la caractérisation et l'activité photocatalytique de BiVO₄ , Ag/BiVO₄ , BiV_1-x Mo_x O₄ , et Ag/BiV_1-x Mo_x O₄ composites.

Expérimental

Synthèse de BiVO₄ et BiV_1-x Mo_x O₄ Poudres

Nitrate de bismuth pentahydraté (Bi(NO₃ )₃ ·5H₂ O, qualité analytique), métavanadate d'ammonium (NH₄ VO ₃ , qualité analytique), le carbonate d'ammonium et le molybdate d'ammonium ((NH₄ )₂ MoO₄ ) ont été obtenus auprès de Sigma-Aldrich et utilisés tels quels, sans autre purification. Tous les autres produits chimiques utilisés dans les expériences étaient également de qualité analytique et de l'eau déminéralisée a été utilisée pour la préparation des solutions. Dans un processus typique, 3,7 mmol de Bi(NO₃ )₃ ·5H₂ O, 3,7 mmol de NH₄ VO ₃ , et 12 mmol de (NH₄ )₂ CO₃ ont été dissous dans 75 mL de 1 M HNO₃ et agité pendant environ 30 min à température ambiante jusqu'à l'obtention d'une solution limpide. Le pH du mélange a été ajusté à pH 8 avec NaOH (2 M). Le mélange a été transféré dans un autoclave en acier inoxydable revêtu de téflon de 150 ml et chauffé pendant 12 h à 180 °C sous pression autogène dans un four. Le précipité a été filtré et lavé trois fois avec de l'eau distillée puis de l'éthanol et séché pendant 12 h à 60 °C dans une étuve.

Les échantillons dopés ont été préparés en remplaçant le poids équivalent de NH₄ VO ₃ avec différentes quantités de précurseurs Mo. Mo ont été introduits de telle sorte qu'une substitution atomique nominale de 0,5, 0,75 et 1% de V a été obtenue.

Préparation d'Ag/BiVO₄ et Ag/BiV_1-x Mo_x O₄ Échantillons

BiVO₄ (0,50 g) et AgNO₃ (0,05 g) ont été ajoutés à un (NH₄ )₂ C₂ O₄ (0,8 g L ⁻¹ , 100 mL) solution aqueuse dans un bécher de 250 mL dans un bain à ultrasons jusqu'à formation d'une solution uniformément dispersée. Le mélange jaune résultant a ensuite été irradié avec une lampe au xénon pendant 30 minutes sous agitation magnétique. La couleur du système est passée du jaune vif au vert grisâtre, indiquant la génération d'Ag métallique dans le système de réaction. Les échantillons résultants ont ensuite été filtrés, lavés avec de l'eau DI et séchés à 60 °C pendant 12 h pour obtenir l'Ag/BiVO₄ et Ag/BiV_1-x Mo_x O₄ composites.

Activité photocatalytique

L'évaluation de l'activité photocatalytique a été réalisée en utilisant le taux de dégradation de RhB. Le système expérimental de photodégradation a été calibré à une longueur d'onde de coupure UV inférieure à 420 nm, et la hauteur d'irradiation de la lampe au xénon était proche de la hauteur du bécher de 250 ml. Dans une procédure typique, le photocatalyseur tel que préparé (0,1 g) était bien dispersé dans une solution aqueuse de RhB (150 mL, 10 mg L ⁻¹ ) sous ultrasons dans un réacteur en verre équipé d'un circulateur d'eau de refroidissement pour maintenir une température du système réactionnel à la température ambiante. La suspension a été agitée pendant 30 minutes dans l'obscurité pour atteindre l'équilibre adsorption-désorption, puis a été irradiée pendant 2 heures avec une lampe au xénon (300 W) sous agitation continue. Une aliquote de 5 ml de la suspension a été prélevée toutes les 30 minutes et centrifugée. Le spectre d'absorption du surnageant liquide obtenu a été mesuré en référence à l'intensité d'absorption de RhB à 552 nm.

Techniques de caractérisation

Les morphologies du pur BiVO₄ et les composites décorés ont été étudiés par microscopie électronique à balayage à émission de champ (FESEM, S4800) et microscopie électronique à transmission (MET; JEM-2100F, JEOL). L'analyse élémentaire a été réalisée par spectroscopie photoélectronique aux rayons X (XPS; VGESCA-LAB MKII) avec une source de rayons X Mg Kα non monochromatique. La phase cristalline des échantillons a été déterminée par diffraction des rayons X (XRD; Bruker D8) avec un rayonnement Cu Kα. Un plasma à couplage inductif (ICP) a été utilisé pour analyser la composition élémentaire des échantillons. De plus, des mesures du spectre de réflectance diffuse UV-vis ont été effectuées à l'aide d'un spectrophotomètre Shimadzu (UV-2450) pour évaluer l'énergie de la bande interdite de BiVO₄ , Ag/BiVO₄ , BiV_1-x Mo_x O₄ , et Ag/BiV_1-x Mo_x O₄ sur une plage de longueurs d'onde de 360 ​​à 800 nm.

Résultats et discussion

La structure cristallographique et la phase des composites préparés ont été caractérisées par analyse XRD (Fig. 1a). Les pics de diffraction nets observés dans le BiVO4 tel que préparé ont été attribués au BiVO₄ conventionnel. phase car ils étaient en bon accord avec la carte standard (JCPDS) no. 14-0688. D'après le dédoublement des pics observé à 18,7° et 30,5°, qui indiquent les facettes (110) et (040), le BiVO₄ préparé matériau possédait une structure scheelite monoclinique unique. Un pic de diffraction à 38,1° a été observé dans les photocatalyseurs liés à l'Ag (Fig. 1a) correspondant à la phase cristalline (111) de l'Ag métallique (fichier JCPDS :65-2871). Ceci indique que la photoréduction d'Ag ⁺ des ions se sont effectivement produits, conduisant au dépôt de nanoparticules d'Ag sur le BiVO₄ et BiV_1-x Mo_x O₄ superficies. Néanmoins, en raison de la faible teneur relative en Ag, les pics XRD n'étaient pas intenses.

un Modèles XRD de BiVO pur₄ , Ag/BiVO₄ , BiV_1-x Mo_x O₄ , et Ag/BiV_1-x Mo_x O₄ . b L'analyse EDX correspondante de Ag /BiV_0.9925 Lu_0.0075 O₄

Comme le montre la figure 2a, l'EDS a confirmé la présence de l'espèce Ag, ce qui est en accord avec les résultats de la DRX. Les éléments Bi (Fig. 2b), O (Fig. 2c), V (Fig. 2d), Mo (Fig. 2e) et Ag (Fig. 2f) sont tous répartis uniformément dans Ag/BiV_{1 -x} Mo_x O₄ composites, et les résultats vérifient l'existence de Mo et Ag. Les quantités relatives de Mo ne semblent pas affecter la structure cristalline ou la phase. Le taux de substitution du Mo a été évalué par ICP (tableau 1) ; la teneur atomique pratique en Mo a été calculée à 0,16 % dans Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ . Il a été observé que, bien que la teneur nominale en dopant introduit avec les précurseurs soit de 0,75%, la quantité finale résultante de Mo dans les matériaux dopés était toujours inférieure à celle attendue. Des résultats similaires ont également été trouvés dans des recherches antérieures, et il est possible que des pertes intrinsèques et l'évaporation du dopant Mo se produisent au cours des processus de synthèse hydrothermale [35, 36].

un –d L'analyse de cartographie élémentaire correspondante de Bi, V, Ag et Mo dans Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ , respectivement

La morphologie du BiVO pur tel que préparé₄ , Ag/BiVO₄ , et Ag/BiV_1-x Mo_x O₄ ont été étudiées par SEM (Fig. 3). Pur BiVO₄ a montré une morphologie en couches avec plusieurs clusters (Fig. 3a, b). Pour Ag/BiVO₄ , on a observé que l'Ag métallique était bien dispersé sur la facette cristalline (040) (Fig. 3c), ce qui concorde avec l'analyse XRD. Les images de Ag/BiV_0.9925 Lu_0.0075 O₄ composite à différents grossissements ont été montrés dans la Fig. 3e, d. Des nanoparticules d'Ag métalliques de forme uniforme ont été clairement observées à la surface d'Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ (Fig. 3d) probablement en raison de la forte exposition de la surface (040). Il a été démontré que cette facette cristalline a une bonne mobilité des porteurs de charge [37]. Ainsi, la morphologie observée devrait être bénéfique aux performances photocatalytiques du BiVO₄ dopé synthétisé poudres. Le BiVO₄ tel que préparé , Ag/BiVO₄ , et Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ les échantillons ont ensuite été observés par MET (Fig. 4a). Des espacements interplanaires de 0,475 nm ont été clairement observés sur la figure 4b, correspondant à la facette cristallographique (110) de BiVO₄ (Carte JCPDS n° 14-0688). La frange du réseau cristallin à 0,226 nm appartenait au plan (111) des nanoparticules métalliques d'Ag dans l'Ag/BiVO₄ et Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ échantillons (Fig. 4d, f). Sur la base des analyses ci-dessus, l'Ag métallique a été déposé avec succès sur le BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ surface, conduisant à une bonne connexion entre Ag et le BiVO dopé Mo₄ et promouvoir une séparation efficace des électrons et des trous dans le système composite.

Images SEM. un , b Images à grossissement faible et élevé de BiVO pur. c , d Images à faible et fort grossissement de l'Ag/BiVO₄ composite. e , f Images à faible et fort grossissement de l'Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄

Images TEM de a pur BiVO₄ , c Ag/BiVO₄ , et e Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ et b , d , et f images à fort grossissement de a , c , et e , respectivement

L'analyse XPS des échantillons tels que préparés a confirmé la présence de Bi, V, O, Ag et Mo (Fig. 5a). Les énergies de liaison de Bi 4f étaient de 158,94 et 164,27 eV, correspondant à Bi 4f ^7/2 et 4f ^5/2 , respectivement, confirmant le Bi ³⁺ pics en BiVO₄ (Fig. 5b). Un spectre O 1s typique a été observé, comme indiqué par le pic caractéristique principal à 529,71 eV (Fig. 5c). Le V 2p ^3/2 et 2p ^1/2 les pics observés à 516,5 et 524,1 eV, respectivement, ont indiqué l'existence de V ⁵⁺ (Fig. 5d). L'Ag 3d culmine à 367,98 et 374,0 eV, correspondant à Ag 3d ^5/2 et 3d ^3/2 (Fig. 5e), respectivement, ont été observés dans les deux Ag/BiVO₄ et Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ , confirmant l'existence de l'espèce Ag métallique. De plus, le rapport molaire des espèces d'Ag métalliques représentait 6,6 % de tous les éléments, tel que déterminé par XPS et en accord avec les mesures ICP (tableau 1). Enfin, le Mo 3d ^5/2 et 3d ^3/2 des pics situés respectivement à 231,7 et 234,9 eV (Fig. 5f), confirment la présence de Mo ⁶⁺ .

Spectres XPS du photocatalyseur tel que préparé. un Le spectre XPS de l'enquête, b Bi 4f, c O 1s, d V 2p, e Ag 3d, et f Pics Mo 3d liés au photocatalyseur

Des mesures du spectre de réflectance diffuse UV-vis ont été prises pour évaluer la bande interdite optique et les propriétés d'absorption des photocatalyseurs, comme le montre la figure 5. L'activité photocatalytique d'un semi-conducteur dépend largement de la taille de la bande interdite ; plus la bande interdite est étroite, plus le décalage est important de la longueur d'onde d'absorption vers les plus grandes longueurs d'onde. La bande interdite du BiVO₄ tel que préparé était d'environ 2,3 eV (Fig. 6b), ce qui est en accord avec la théorie d'estimation de la bande interdite de Kubelka-Munk [38]. Par rapport à BiVO₄ , tous les échantillons dopés au Mo présentaient des bandes interdites relativement étroites (Fig. 6b). De plus, tous les BiVO₄ déposés en Ag et BiV_1-x Mo_x O₄ les photocatalyseurs présentaient une forte absorption dans le domaine de la lumière visible sur la figure 6a. L'Ag/BiVO₄ photocatalyseur présentait la meilleure absorption lumineuse. L'absorbance de l'Ag/BiV tel que préparé_0,9925 Lu_0.0075 O₄ était entre celui de BiVO₄ et Ag/BiVO₄ , indiquant ainsi que l'introduction de Mo a entravé les caractéristiques photosensibles de Ag. Cependant, il convient de souligner qu'en plus de la photoabsorption, d'autres caractéristiques peuvent également influencer de manière significative l'efficacité photocatalytique des photocatalyseurs.

Les propriétés photophysiques des matériaux tels que préparés. un Spectres de réflectance diffuse UV-vis du BiVO₄ , Ag/BiVO₄ , BiV_1-x Mo_x O₄ , et Ag /BiV_1-x Mo_x O₄ . b Évaluation de la bande interdite énergétique des matériaux correspondants

Des spectres de photoluminescence (PL) ont été pris pour étudier l'efficacité de séparation des paires électron-trou photogénérées. Les spectres PL de BiVO pur₄ , BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ , Ag/BiVO₄ , et Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ les composites, avec une longueur d'onde d'excitation de 310 nm, sont illustrés à la figure 7. BiVO₄ et BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ montrent une bande d'émission proéminente centrée à environ 510 nm. L'ordre de l'intensité des spectres PL était BiVO₄> BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄> Ag/BiVO₄> Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ . Parce qu'une intensité PL plus faible indique une efficacité de séparation plus élevée, cela conduirait à une activité photocatalytique plus élevée dans l'ensemble du système. Par conséquent, les performances photocatalytiques plus élevées de Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ est d'accord avec la mesure PL.

Spectres de photoluminescence de BiVO₄ vierge , Ag/BiVO₄ , BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ , et Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ composites

La décomposition photocatalytique résulte, selon la dégradation de RhB sous lumière visible (λ> 420 nm), a confirmé que l'Ag ou le Mo seuls avaient peu d'effet sur l'activité catalytique de BiVO₄ sous irradiation lumineuse pendant 2 h (Fig. 8). A l'inverse, le dépôt d'Ag sur BiVO dopé Mo₄ ont montré une activité photocatalytique efficace, avec la variation de la teneur en Mo, montrant une différence d'activité photocatalytique. Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ a présenté une dégradation extrêmement efficace de RhB sous irradiation à la lumière visible avec une décoloration complète après 2 h alors que seulement 7, 8 et 10 % de dégradation ont été obtenus sur BiVO₄ , Ag/BiVO₄ , et BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ , respectivement. Ainsi, BiVO₄ déposé en Ag dopé au Mo a été en mesure de supprimer la recombinaison de charge et d'améliorer considérablement l'efficacité du processus photocatalytique.

Dégradation photocatalytique de RhB par BiVO₄ , Ag/BiVO₄ , BiV_1-x Mo_x O₄ , et Ag/BiV_1-x Mo_x O₄ photocatalyseurs

La stabilité et la réutilisation des photocatalyseurs sont très importantes pour leur application pratique. Par conséquent, nous avons évalué les cycles répétés d'Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ dans la dégradation photocatalytique de RhB pendant 2 h sous irradiation de lumière visible. Dans l'ensemble, 99 % de la solution de RhB s'est dégradée après cinq cycles (Fig. 9), indiquant que l'échantillon présentait une bonne stabilité photocatalytique.

Cinq cycles d'Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ pour la photodégradation de RhB sous irradiation en lumière visible

Pour évaluer davantage l'efficacité de séparation, les durées de vie des porteurs de charge de BiVO pur₄ , Ag/BiVO₄ , et Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ ont également été analysés (Fig. 10). Les courbes de décroissance pour les photocatalyseurs tels que préparés s'adaptent bien à une fonction double exponentielle. Les durées de vie de décroissance des porteurs de charge de BiVO₄ , Ag/BiVO₄ , et Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ les composites étaient respectivement de 1,2304, 1,8220 et 2,0933 ns. Ainsi, les échantillons déposés d'Ag, avec et sans dopage au Mo, avaient des durées de vie des porteurs de charge beaucoup plus longues que le BiVO₄ pur. , réalisant une séparation efficace des photoporteurs et suggérant qu'un effet synergique entre Ag, Mo et BiVO₄ conduit à des améliorations de l'activité photocatalytique.

Courbes de décroissance de fluorescence résolues dans le temps au niveau Ns de a tel que préparé BiVO₄ , b Ag/BiVO₄ , et c Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ composite

Pour explorer le mécanisme photocatalytique sous-jacent, la dégradation de RhB a été réalisée sous irradiation de lumière visible [39], en ajoutant un trou (h ⁺ ) piégeur (oxalate d'ammonium ((NH₄ )₂ C₂ O₄ )), un radical superoxyde (•O ²⁻ ) piégeur (1,4-benzoquinone, BQ) [40], ou piégeurs de radicaux hydroxyles (•OH) (tert-Butanol, t-BuOH) [41]. Suite à l'ajout de BQ, aucune diminution évidente n'a été observée, mais une accélération de la vitesse de dégradation a été détectée par rapport à celle d'Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ (Fig. 11). Le taux de dégradation plus rapide peut avoir résulté de l'effet SPR de l'Ag métallique dans Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ , ce qui améliorerait l'efficacité de séparation des électrons et des trous. Cependant, lorsque du t-BuOH a été ajouté, l'efficacité catalytique a diminué de 97,5 à 78,1 %, indiquant la présence de •OH en tant qu'espèce active. L'activité photocatalytique a été considérablement réduite avec l'ajout de (NH₄ )₂ C₂ O₄ , suggérant que les trous ont agi comme la principale espèce active.

Tracés de piégeage de porteurs photogénérés dans le système pendant la photodégradation de RhB par Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄

Pour confirmer davantage les principales espèces actives générées dans le processus photocatalytique, la résonance de spin électronique (ESR) a été utilisée. Le principe de l'ESR est de réagir avec les radicaux libres à l'aide d'un agent piégeant le spin pour générer un adduit de radicaux libres relativement stable. Un pic d'intensité a été observé en lumière visible par rapport à l'obscurité (Fig. 12a), démontrant l'existence de •O ²⁻ . De plus, des signaux évidents (Fig. 12b) suggèrent que •OH a été produit dans le processus photocatalytique. En conclusion, les expériences de piège à radicaux et l'analyse ESR ont révélé que le processus photocatalytique était régi par l'effet combiné de h ⁺ , •O ²⁻ , et •OH espèces actives.

Spectres de résonance paramagnétique électronique (ESR) de Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ dans a Solvants DMSO et b eau

D'après la discussion ci-dessus, un mécanisme photocatalytique possible de Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ a été illustré sur la figure 13. Le dopant Mo pourrait améliorer efficacement l'absorption de la lumière visible du BiVO₄ photocatalyseur. Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ des photocatalyseurs composites ont été irradiés sous lumière visible, et les photoélectrons dans la bande de valence de BiVO₄ pourrait effectivement sauter à la bande de conduction pour générer des paires électron-trou. L'Ag métallique pourrait accepter les électrons, qui se recombinent alors avec les trous photogénérés et améliorent le transfert à la surface des photocatalyseurs composites, ce qui améliore la séparation des électrons et des trous. Les électrons pourraient réagir au O₂ et transformer en •O ²⁻ . Les trous de BiV_0.9925 Lu_0.0075 O₄ pourrait réagir avec le H₂ adsorbé O molécules et se transforment en •OH. Pendant ce temps, le h ⁺ pourrait réagir efficacement avec le RhB, générant des produits dégradés.

Mécanisme schématique de transfert de charge dans l'Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ systèmes composites sous irradiation en lumière visible

Conclusions

Ici, une procédure de synthèse hydrothermale simple dans des conditions de pH presque neutres et utilisant du carbonate d'ammonium comme agent directeur de structure est rapportée pour la préparation de BiVO dopé Mo₄ poudres. Des nanoparticules d'Ag métallique ont ensuite été déposées sur la facette cristalline (040) de BiV_0.9925 Lu_0.0075 O₄ . Ainsi, un système photocatalytique a été construit avec succès au moyen de la réaction de réduction. Il a été démontré que ces conditions de synthèse influencent significativement l'augmentation de la taille de la facette cristallographique (040), comme le confirment les analyses XRD et STEM. Le XRD a indiqué que la division du pic observé à 30,5° est le résultat des (040) facettes. Des nanoparticules d'Ag déposées sur les facettes (040) sont également visibles depuis le STEM. De plus, Ag/BiV_0,9925 Lu_0.0075 O₄ a montré une performance photocatalytique très efficace pour la dégradation de RhB sous irradiation de lumière visible. Ce travail pourrait offrir une nouvelle inspiration pour l'utilisation rationnelle de BiVO₄ photocatalyseurs à haute activité photocatalytique et leurs applications dans les domaines de la production d'énergie et de la protection de l'environnement.