Activité photocatalytique du nanocomposite ternaire attapulgite–TiO2–Ag3PO4 pour la dégradation de la Rhodamine B sous irradiation solaire simulée

Contexte

La dégradation des polluants organiques a été un processus critique vers la résolution de la pollution de l'environnement. Fujishima et al. rapporté en 1972 que TiO₂ a la capacité d'utiliser l'énergie solaire pour la séparation de l'eau et la production d'hydrogène [1]. Depuis lors, la technologie photocatalytique à base de semi-conducteurs est devenue une approche prometteuse et pourtant efficace pour résoudre la pollution de l'environnement. Au cours des dernières décennies, un certain nombre de semi-conducteurs, tels que TiO₂ , Ag₃ Bon de commande₄ , BiVO₄ , WO₃ , et g-C₃ N₄ , ont été largement étudiés pour une application photocatalytique [2]. Parmi eux, TiO₂ a reçu une grande attention en raison de sa bonne stabilité chimique, de sa non-photocorrosion, de son faible coût et de sa non-toxicité. En raison de sa large bande interdite (3,2 eV) et de l'absence d'absorption de la lumière visible, cependant, TiO₂ présente une faible efficacité photocatalytique. L'application du TiO₂ -à base de photocatalyseurs a donc été sévèrement entravé.

Les photocatalyseurs, tels que Ag₃ Bon de commande₄ [3], Bi2MoO₆ [4], AD₃ [5], et g-C₃ N₄ [6], peuvent présenter une efficacité élevée sous irradiation de lumière visible, et ont ainsi suscité des efforts de recherche approfondis. Par exemple, Ye et al. ont signalé que l'orthophosphate d'argent (Ag₃ Bon de commande₄ ) présentait des capacités photooxydantes beaucoup plus fortes et une efficacité plus élevée pour la dégradation photocatalytique [3] que la plupart des autres photocatalyseurs connus tels que WO₃ [5] et BiVO₄ [sept]. Cependant, la stabilité photocatalytique de Ag₃ Bon de commande₄ pourrait être détérioré par la photoréduction d'Ag ⁺ en Ag métallique. La faible photostabilité et le coût élevé de l'Ag₃ Bon de commande₄ concernent des problèmes qui limiteront ses applications photocatalytiques. Dans ce contexte, Ag₃ Bon de commande₄ -des photocatalyseurs composites ont été étudiés dans le but d'améliorer sa photostabilité et sa photocatalyse, tels que TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ [8], Ag₃ Bon de commande₄ /graphène [9], et Ag₃ Bon de commande₄ /Ag/WO_3-x [10].

L'attapulgite (ATP) est une sorte de minéral non métallique en silicate de magnésium et d'aluminium hydraté en forme de tige, qui possède des propriétés physiques et chimiques remarquables, telles que des cations échangeables, une absorption d'eau, une décoloration par adsorption et une grande surface spécifique [11]. L'ATP est donc considéré comme un support de catalyseur idéal avec une morphologie de tige, et sa surface spécifique élevée est avantageuse pour l'absorption du catalyseur et des polluants. Bien que Ag₃ Bon de commande₄ - et TiO₂ -base et attapulgite/Ag₃ Bon de commande₄ des photocatalyseurs composites binaires ont été signalés, les matériaux composites ternaires à base d'attapulgite ont rarement été étudiés.

Dans ce travail, l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ les composites ternaires ont été synthétisés par une méthode facile en deux étapes pour améliorer la photostabilité et la photocatalyse de Ag₃ Bon de commande₄ et la suppression de la consommation de métal noble Ag. La structure cristalline et la microstructure de nouveaux composites ternaires ont été caractérisées par XRD et SEM, respectivement, tandis que leurs activités photocatalytiques et leur stabilité ont été mesurées par dégradation du colorant organique rhodamine B (RhB) sous irradiation solaire simulée. Ce composite ternaire présente une efficacité photocatalytique plus élevée que le phosphate d'argent pur et une excellente stabilité photocatalytique.

Section expérimentale

Matériaux

Les nanofibres ATP d'un diamètre moyen inférieur à 100 nm et d'une longueur moyenne inférieure à 1 μm (Fig. 1) ont été recherchées par Jiangsu Qingtao Energy Science and Technology Co., Ltd. RhB (AR), EDTA sel disodique déshydraté (GR, 99 %), tert-butanol (GR, ≥  99,5 %), chlorure de stéaryl triméthyl ammonium (STAC, 98 %), nitrate d'argent (AR) et dihydrogénophosphate disodique hydraté (Na₂ HPO₄ ·12H₂ O, AR, 99%) ont été achetés chez Macklin. L'oxyde de titane, anatase (nanopoudres, granulométrie 5-10 nm, 99,8 % de base de métaux, hydrophile/lipophile) a été acheté auprès d'Aladdin.

Modèles XRD des échantillons :a ATP, b TiO₂ , c Ag₃ Bon de commande₄ , d ATP/TiO₂ , e Ag₃ Bon de commande₄ /TiO₂ , f ATP/Ag₃ Bon de commande₄ , et g ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄

Synthèse d'échantillons

L'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ composite ternaire a été synthétisé par une méthode facile en deux étapes. Nanobâtonnets d'ATP bien dispersés et TiO₂ des nanoparticules avec un rapport massique de 5:2 ont d'abord été ajoutées dans de l'eau déminéralisée et agitées pendant 4 h. Grâce à l'absorption électronique physique et de surface, le TiO₂ des nanoparticules ont été fixées à la surface des nanotiges d'ATP. Après séparation centrifuge, le précipité a été lavé à l'eau déminéralisée puis séché à 60 °C pendant 6 h pour obtenir ATP/TiO₂ matériaux composites. Par une méthode de précipitation simple, Ag₃ Bon de commande₄ des nanoparticules se sont déposées à la surface d'ATP/TiO₂ et ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ des composites ternaires ont ensuite été préparés. [12] Dans un processus de préparation typique, 20 ml de solution de nitrate d'argent (0,1 mol/L) ont été dissous dans de l'ATP/TiO₂ suspension aqueuse avec 0,7 g d'ATP/TiO₂ composites et 50 ml d'eau déminéralisée par agitation ultrasonique pendant 30 min. 20 ml de Na₂ HPO₄ Une solution aqueuse (0,1 mol/L) a ensuite été ajoutée lentement dans la solution ci-dessus sous agitation par ultrasons dans l'obscurité pendant 40 min supplémentaires. Ensuite, le précipité brun jaunâtre clair a été centrifugé, lavé plusieurs fois avec de l'éthanol absolu et séché à 60 °C pendant 12 h, pour obtenir de l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ composites ternaires. Les échantillons de poudre d'Ag₃ Bon de commande₄ , Ag₃ Bon de commande₄ /ATP, Ag₃ Bon de commande₄ /TiO₂ , et ATP/TiO₂ ont également été synthétisés en utilisant la méthode similaire.

Caractérisation

La diffraction des rayons X a été collectée à l'aide de XRD Rigaku D/max-RB) pour l'analyse de phase des poudres sous 40 kV et 30 mA. Les microstructures ont été évaluées par microscopie électronique à balayage (SEM, INSPECTF FEI, Pays-Bas). La spectroscopie de réflexion diffuse dans l'ultraviolet visible (UV-vis) du photocatalyseur a été étudiée à l'aide du spectrophotomètre UV-vis U-3010 Hitach utilisant le BaSO₄ comme référence.

Expérience photocatalytique

La dégradation photocatalytique de RhB a été testée sous irradiation solaire simulée. 50 mg d'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ a été ajouté à 100 ml de solution de RhB avec une concentration de 5 mg/L et agité à l'obscurité pendant 40 minutes pour assurer l'équilibre adsorption-désorption. La source lumineuse était une lampe Xe de 300 W (Microsolar300, PerfectLight, Pékin, Chine) à environ 150 mW/cm ² (tel que testé par un radiomètre FZ-A, Usine d'instruments photoélectriques de l'Université normale de Pékin, Chine). Après ouverture de la lampe, 4 ml de solution ont été prélevés à des intervalles de temps connus et séparés par centrifugation (10 000 tr/min, 10 min). Les surnageants ont été analysés en enregistrant les variations du pic d'absorption (554 nm) dans les spectres UV-vis à l'aide d'un spectrophotomètre UV/vis (T6, PERSEE, Pékin, Chine).

Le degré de dégradation du colorant RhB a été déterminé selon l'équation suivante :D % = (c ₀ − c )/c ₀ × 100% = (A ₀ − A )/A ₀ × 100 %, où c ₀ et c sont respectivement la concentration initiale et la concentration après photocatalyse de la solution; et A ₀ et A sont les valeurs d'absorbance de la solution avant et après la réaction photocatalytique, respectivement.

Résultats et discussion

Caractérisation de l'ATP-Ag₃ Bon de commande₄ -TiO₂ composites

Les modèles XRD de l'ATP, TiO₂ , Ag₃ Bon de commande₄ , et les nanocomposites sont présentés sur la figure 1. Les pics de diffraction sur la figure 1a peuvent être indexés en tant que phase ATP avec une structure monoclinique (JCPDS # 21-0958), ce qui implique que l'ATP a été spécialement purifié et qu'aucune phase d'impureté n'existe. La figure 1b présente les pics de diffraction typiques de l'anatase TiO₂ sans aucune impureté, tandis que la figure 1c montre les pics de diffraction correspondant à Ag₃ pur Bon de commande₄ phase, en bon accord avec JCPDS #06-0505. Il n'y a pas de phases d'impuretés ou de déstabilisation de structure pour tous les échantillons nanocomposites d'ATP/TiO₂ (Fig. 1d), Ag₃ Bon de commande₄ /TiO₂ (Fig. 1e), ATP/Ag₃ Bon de commande₄ (Fig. 1f), et ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ (Fig. 1g). Dans les modèles XRD d'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ (Fig. 1g), principaux pics caractéristiques associés à la fois à Ag₃ Bon de commande₄ et TiO₂ peuvent être détectés, tandis que les pics de diffraction de la phase ATP sont beaucoup plus faibles. Le phénomène implique que les nanotiges d'ATP sont gainées de TiO₂ et Ag₃ Bon de commande₄ nanoparticules.

La morphologie et la microstructure des photocatalyseurs composites sont illustrées à la Fig. 2. Les nanotiges d'ATP présentaient une longueur moyenne inférieure à 1 μm et un diamètre inférieur à 100 nm (Fig. 2a). En raison de l'adsorption physique et chimique de surface, TiO₂ nanoparticules d'un diamètre d'environ 40 nm attachées à la surface des nanotiges d'ATP et formées d'ATP/TiO₂ composites, comme le montre la figure 2b. Sur la figure 2c, les nanotiges d'ATP étaient entièrement recouvertes d'Ag₃ Bon de commande₄ et TiO₂ particules en ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ composite ternaire, tandis que Ag₃ Bon de commande₄ apparu à la surface de l'ATP/TiO₂ composites sous forme de particules sphéroïdales uniformes d'un diamètre d'environ 50 nm.

Images SEM de a ATP, b ATP/TiO₂ , et c ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ poudres

Spectres d'absorption

Les spectres d'absorption UV-vis de Ag₃ Bon de commande₄ , ATP, TiO₂ , et ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ sont illustrés à la figure 3a. Similaire aux résultats rapportés, [3] Ag₃ Bon de commande₄ présente une bonne absorption des UV à la région de la lumière visible avec une longueur d'onde jusqu'à environ 500 nm. Par contre, TiO₂ présente une excellente absorption UV sans absorption évidente dans la région de la lumière visible. L'ATP montre une absorption UV plus faible et une faible absorption dans la région de la lumière visible. Comme prévu, ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ le nanocomposite ternaire présente une forte absorption UV bénéficiant du TiO₂ et l'ATP et l'absorption accrue de la lumière visible imposée par Ag₃ Bon de commande₄ . La bande interdite optique (E _g ) peut être estimée à partir du bord d'absorption optique selon l'Eq. (1). [13, 14]

où α est le coefficient d'absorption spectrale, "hv ” est l'énergie du photon, A est une constante, et m est égal à 0,5 ou 2 pour les transitions directes et indirectes, respectivement. TiO₂ [15] est généralement considéré comme un semi-conducteur à bande interdite indirecte, et son E indirect _g est déterminé par l'interception d'une ligne droite passant par le côté à basse énergie de la courbe (αhυ ) ^1/2 contre hυ comme le montre la figure 3b, avec une valeur estimée d'environ 3,20 eV. Ag₃ Bon de commande₄ a été signalé comme un semi-conducteur à bande interdite indirecte, et son écart direct au point Gamma et l'écart indirect sont très proches en termes de résultats calculés. [16] Son écart direct d'environ 2,45 eV était considéré comme la bande interdite d'Ag₃ Bon de commande₄ dans la plupart des rapports. Ici, le E indirect _g et diriger E _g sont déterminés par l'interception de la droite passant par le côté à basse énergie de la courbe (αhυ ) ^1/m (m = 2 et 0.5) versus hυ , respectivement. Les résultats de Ag₃ Bon de commande₄ révèlent une bande interdite indirecte de 2,33 eV (Fig. 3b) et une bande interdite directe de 2,49 eV (Fig. 3c). Le E direct _g de 2,49 eV correspond mieux à sa limite de bande d'absorption qu'à la bande interdite indirecte de 2,33 eV. Ainsi, le E _g de Ag₃ Bon de commande₄ est déterminé à 2,49 eV. De même, l'ATP montre une bande interdite indirecte de 3,37 eV (Fig. 3b) et une bande interdite directe de 3,75 eV (Fig. 3c), et le E _g d'ATP est déterminé comme 3,75 eV. Les valeurs de bande interdite ci-dessus de TiO₂ , Ag₃ Bon de commande₄ et ATP sont assez proches des résultats rapportés. [17] Dans l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ nanocomposite ternaire, il existe deux bords de bande d'absorption optique différents d'environ 385 et 510 nm dans les spectres d'absorption UV-vis, à partir desquels deux E différents _g les valeurs peuvent être estimées. À partir du bord de la bande d'absorption de 385 nm, un E direct _g d'environ 3,64 eV est obtenu, ce qui est entre ceux de TiO₂ et l'ATP par effet composite. Correspondant au bord d'absorption de 510 nm, un E direct _g d'environ 2,49 eV est obtenu, en accord avec le direct E _g de Ag₃ Bon de commande₄ . En conséquence, le composite ternaire a conservé la même absorption exceptionnelle dans la lumière visible que Ag₃ Bon de commande₄ , ainsi qu'une bonne absorption UV dérivée du TiO₂ et ATP. Ce résultat implique l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ Le composite ternaire a le potentiel d'être un excellent photocatalyseur dans la gamme de longueurs d'onde allant de la lumière UV à la lumière visible.

un Spectres d'absorption UV-vis et b parcelles de (αhν ) ^1/2 versus (hν ) de Ag₃ Bon de commande₄ , ATP, TiO₂ et ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ nanocomposite ternaire; c parcelles de (αhν ) ² versus (hν ) de Ag₃ Bon de commande₄ , ATP et TiO₂; d parcelles de (αhν ) ² versus (hν ) d'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ nanocomposite ternaire, et l'encart en d est le détail agrandi partiel des tracés en d

Activités photocatalytiques

L'activité photocatalytique des échantillons résultants a été évaluée par la dégradation de RhB sous irradiation lumineuse Xe, Fig. 4. Après immersion des photocatalyseurs, les solutions de RhB ont été agitées pendant 40 min dans l'obscurité pour établir un équilibre d'adsorption-désorption dans le but d'éliminer les interférences. d'adsorption. La figure 4a montre l'évolution des spectres d'absorption lors de la photodégradation des solutions de RhB par l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ nanocomposite ternaire sous éclairage Xe en fonction du temps. Les pics d'absorption centrés à 554 nm correspondent au pic d'absorption caractéristique de RhB. En raison de la photodégradation de RhB, la force maximale diminuait à mesure que la concentration de RhB diminuait. Après avoir agité la solution pendant 40 min dans l'obscurité, seule une faible diminution de l'intensité du pic d'absorption est observée pour RhB, ce qui indique une faible adsorption de colorant du nanocomposite. Après irradiation pendant 20 min, le pic d'absorption caractéristique de RhB a presque disparu, ce qui implique une dégradation presque complète du colorant dans la solution. Dans des conditions d'irradiation de lumière Xe similaires, la dégradation photocatalytique de RhB avec différents photocatalyseurs est comparée sur la figure 4b. Les photocatalyseurs de TiO₂ monophasé et l'ATP a montré un taux de dégradation inférieur à 50 % sous une irradiation de 60 min, tandis que Ag₃ Bon de commande₄ affiché une dégradation photocatalytique beaucoup plus forte et plus rapide, en bon accord avec les rapports précédents sur la photocatalyse de TiO₂ et Ag₃ Bon de commande₄ [18]. Ag₃ Bon de commande₄ a été signalé comme un puissant photocatalyseur, mais sa stabilité de l'activité photocatalytique est faible et son coût est élevé. Les nanocomposites ternaires ont révélé un taux de dégradation rapide d'environ 81,1% seulement après 3 min d'irradiation et une dégradation presque complète après 20 min d'irradiation, ce qui est évidemment supérieur à celui de l'Ag₃ monophasique. Bon de commande₄ et d'autres photocatalyseurs composites binaires, y compris ATP/Ag₃ Bon de commande₄ et TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ comme le montre la figure 4b. L'ATP a peu d'activité photocatalytique, mais il a été rapporté qu'il avait une bonne capacité d'adsorption [19], ce qui facilite l'adhérence des molécules de colorant à sa surface et entraîne un taux de dégradation plus élevé de RhB par l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ photocatalyseurs nanocomposites ternaires. Fait intéressant, l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ les photocatalyseurs ont montré une efficacité de dégradation photocatalytique plus élevée que TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ ou Ag₃ Bon de commande₄ avec le même poids. En conséquence, le montant de la demande d'Ag₃ à coût élevé Bon de commande₄ est réduit.

un Spectres d'absorption UV-vis des solutions de RhB dégradées photocatalytiques par l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ nanocomposite ternaire à différents moments. b Dégradation photocatalytique de RhB avec différents photocatalyseurs sous irradiation solaire simulée

La stabilité des photocatalyseurs pour la photodégradation de RhB sous irradiation lumineuse Xe a été évaluée par des expériences photocatalytiques répétées. Un test similaire a également été effectué sur Ag₃ Bon de commande₄ en comparaison. Après chaque cycle de dégradation photocatalytique, les photocatalyseurs ont été séparés, lavés, séchés, puis recyclés pour le cycle suivant. La concentration initiale de RhB et le dosage de photocatalyseur ont été maintenus constants pendant chaque cycle de dégradation photocatalytique. Les résultats sont présentés sur la figure 5. Après chaque analyse, l'activité de Ag₃ Bon de commande₄ significativement diminué comme prévu [20]. Dans le processus photocatalytique, les sites actifs étaient recouverts d'Ag apparaissant à la surface d'Ag₃ Bon de commande₄ particules. L'activité photocatalytique de l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ Le nanocomposite ternaire est resté inchangé même après cinq cycles de photodégradation de RhB. Ce résultat indique que la photocatalyse est très stable en ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ nanocomposites ternaires.

Dégradation photocatalytique répétée de RhB avec Ag₃ Bon de commande₄ (carrés rouges vides) et ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ composites ternaires (cercles pleins noirs) sous irradiation solaire simulée

Mécanisme possible dans le processus photocatalytique

Dans les processus de dégradation photocatalytique, les espèces réactives courantes de l'oxygène comprennent les radicaux •OH, O₂ ^•– radicaux et trous (h ⁺ ). [2] Les expériences de piégeage ont été réalisées pour surveiller les espèces réactives de l'oxygène impliquées dans le processus photocatalytique de l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ composites sur RhB. Trois produits chimiques de tert-butanol (TBA), benzoquinone (BQ) et éthylènediaminetétraacétate disodique (Na₂ -EDTA) ont été utilisés comme capteurs de radicaux •OH, O₂ ^•– radicaux et trous, respectivement. [9] Les résultats expérimentaux sous irradiation lumineuse Xe sont présentés sur la Fig. 6. L'introduction de 1 mM de TBA (•OH radical scavenger) n'a pas d'influence évidente sur l'activité photocatalytique du photocatalyseur composite (Fig. 6b). Ce résultat indique que les radicaux OH· ne sont pas les principales espèces actives d'oxygène dans le processus photocatalytique. L'ajout de 1 mM BQ (O₂ ^•– piégeur de radicaux) réduit le degré de dégradation photocatalytique de RhB à 42 % en 60 min (Fig. 6c), ce qui indique que O₂ ^•– les radicaux apportent une contribution importante mais seulement segmentaire aux performances photocatalytiques. Après avoir ajouté le récupérateur de trous Na₂ -EDTA (1 mM) dans le système photocatalytique, l'activité de dégradation photocatalytique de l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ les nanocomposites sont presque complètement supprimés (Fig. 6d) et le degré de dégradation de RhB diminue à moins de 5 % après 60 min. Ce résultat implique que les trous jouent un rôle clé dans la dégradation photocatalytique. En conséquence, les trous et O₂ ^•– les radicaux sont les principaux radicaux réactifs dans l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ procédé photocatalytique dégradant RhB sous irradiation lumineuse Xe.

Expériences de piégeage d'espèces réactives d'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ photocatalyseur composite

Sur la base de la discussion mentionnée ci-dessus, un mécanisme photocatalytique possible a été proposé pour expliquer la dégradation photocatalytique de RhB par ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ photocatalyseurs composites ternaires, comme le montre la Fig. 7. Les potentiels pour la bande de conduction (CB) et la bande de valence (VB) de TiO₂ sont respectivement de − 0,5 eV contre NHE et de + 2,70 eV contre NHE [21, 22]. Ces valeurs sont plus négatives que celles des deux Ag₃ Bon de commande₄ (CB + 0,45 eV vs NHE, VB + 2,97 eV vs NHE) [3, 16] et ATP (CB − 0,25 eV vs NHE, VB + 3,50 eV vs NHE). Par conséquent, les électrons photo-générés dans le CB de TiO₂ peut facilement être transféré à celui d'Ag₃ Bon de commande₄ , tandis que les trous photo-induits dans le VB de Ag₃ Bon de commande₄ va migrer vers celui de TiO₂ , qui favorise la séparation efficace des paires électron-trou photo-générées et diminue la probabilité de recombinaison des électrons et des trous. En conséquence, l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ le photocatalyseur composite peut présenter des activités photocatalytiques plus élevées que l'Ag₃ à phase unique Bon de commande₄ . Pendant ce temps, les trous dans VB de TiO₂ , qui a de fortes caractéristiques d'oxydation, non seulement pourrait accélérer considérablement les taux de réaction photocatalytique de dégradation de RhB, mais pourrait également oxyder H₂ O pour générer O₂ . Le potentiel de réduction de O₂ ^•– est de − 0.28 eV, tandis que les potentiels de CB pour TiO₂ et Ag₃ Bon de commande₄ sont - 0,3 et + 0,45 eV, respectivement. Par conséquent, le résultat O₂ à la surface des photocatalyseurs pourraient alors capturer des électrons photogénérés pour produire O₂ ^•– radicaux, et l'Ag ⁺ ions dans Ag₃ Bon de commande₄ pourrait être protégé de la photoréduction en Ag métallique (Ag ⁺ + e ⁻ → Ag) car les électrons ont été consommés dans la réaction avec O₂ . En conséquence, le photocatalyseur composite avec TiO₂ et Ag₃ Bon de commande₄ montre une stabilité beaucoup plus élevée que l'Ag₃ monophasé Bon de commande₄ photocatalyseur.

Mécanisme photocatalytique proposé de l'ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ composites

Conclusions

En conclusion, nous avons synthétisé ATP/TiO₂ /Ag₃ Bon de commande₄ composite ternaire par une méthode simple :TiO₂ des nanoparticules ont été absorbées à la surface de l'ATP pour former une structure binaire, puis Ag₃ Bon de commande₄ des nanoparticules ont été déposées sur ATP/TiO₂ composite par interaction électrostatique. La jonction hétérogène formée dans le composite ternaire améliore l'efficacité et la stabilité photocatalytiques. En comparaison avec Ag₃ pur Bon de commande₄ phase, ce type de photocatalyseur composite réduit non seulement la consommation du métal précieux argent dans une plus large mesure, mais améliore également l'efficacité des photocatalyseurs. Nos résultats fourniront des conseils pour concevoir des composites à base d'Ag pour une application photocatalytique.

Abréviations

ATP :

Attapulgite

BQ :

Benzoquinone

CB :

Bande de conduction

Na₂ -EDTA :

Éthylènediaminetétraacétate disodique

RhB :

Rhodamine B

À confirmer :

Tert-butanol

VB :

Bande de Valence