모의 태양 조사에서 로다민 B의 분해를 위한 아타풀자이트-TiO2-Ag3PO4 삼원 나노복합체의 광촉매 활성

초록

오르토인산은(Ag₃)으로 구성된 우수한 삼원 복합 광촉매 PO₄ ), 애타풀자이트(ATP) 및 TiO₂ 광 발생 전하의 분리를 촉진하기 위해 이종 반도체 사이에 이종 접합이 형성되는 합성. ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 합성물은 SEM, XRD 및 UV-vis 확산 반사 분광법으로 특성화되었습니다. Ag₃의 동시 증착 PO₄ 및 TiO₂ ATP 표면의 나노 입자는 라스 입자 구조를 형성합니다. ATP/TiO₂의 두 단계로 구성된 복합 광촉매와 비교 /Ag₃ PO₄ 3원 합성물은 모의 태양 조사에서 로다민 B의 분해에 대해 크게 개선된 광촉매 활성을 나타냅니다. 이러한 삼원 복합재는 Ag₃의 안정성을 향상시킬 뿐만 아니라 PO₄ , 그러나 또한 Ag₃의 적용량을 줄여 비용을 낮춥니다. PO₄ , Ag₃ 설계에 대한 지침을 제공합니다. PO₄ - 광촉매 응용을 위한 Ag 기반 복합재.

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배경

유기 오염 물질의 분해는 환경 오염을 해결하기 위한 중요한 과정이었습니다. Fujishima et al. TiO₂는 1972년에 보고되었습니다. 물 분해 및 수소 생산을 위해 태양 에너지를 활용할 수 있는 능력이 있습니다[1]. 그 이후로 반도체 기반 광촉매 기술은 환경 오염을 해결하기 위한 유망하면서도 효과적인 접근 방식이 되었습니다. 지난 수십 년 동안 TiO₂와 같은 많은 반도체 , Ag₃ PO₄ , BiVO₄ , WO₃ 및 g-C₃ N₄ , 광촉매 적용에 대해 광범위하게 조사되었습니다[2]. 그 중 TiO₂ 우수한 화학적 안정성, 비광부식성, 저렴한 비용 및 무독성으로 인해 많은 관심을 받았습니다. 그러나 밴드 갭(3.2eV)이 넓고 가시광선 흡수가 부족하기 때문에 TiO₂ 낮은 광촉매 효율을 나타낸다. TiO₂의 적용 따라서 기반 광촉매는 심각한 방해를 받았습니다.

Ag₃와 같은 광촉매 PO₄ [3], Bi2MoO₆ [4], WO₃ [5] 및 g-C₃ N₄ [6] 가시광선 조사에서 높은 효율을 나타낼 수 있어 많은 연구 노력을 기울였다. 예를 들어, Ye et al. 은 오르토인산염(Ag₃ PO₄ ) WO₃와 같은 알려진 대부분의 다른 광촉매보다 광촉매 분해에 대해 훨씬 더 강력한 광산화 능력과 더 높은 효율을 나타냈습니다[3]. [5] 및 BiVO₄ [7]. 그러나 Ag₃의 광촉매 안정성은 PO₄ Ag⁺ 의 광환원에 의해 악화될 수 있음 금속 Ag로. Ag₃의 낮은 광안정성과 높은 비용 PO₄ 광촉매 응용을 제한하는 문제에 관한 것입니다. 이러한 맥락에서 Ag₃ PO₄ - 기반 복합 광촉매는 TiO₂와 같은 광안정성 및 광촉매 개선을 목적으로 연구되었습니다. /Ag₃ PO₄ [8], Ag₃ PO₄ /그래핀[9] 및 Ag₃ PO₄ /Ag/WO_3-x [10].

ATP(Attapulgite)는 막대 모양의 섬유 수화 마그네슘 알루미늄 실리케이트 비금속 광물의 일종으로 양이온 교환, 수분 흡수, 흡착 변색 및 큰 비표면적과 같은 현저한 물리적 및 화학적 특성을 가지고 있습니다[11]. 따라서 ATP는 막대 형태를 갖는 이상적인 촉매 담체로 간주되며, ATP의 높은 표면적은 촉매 및 오염 물질을 흡수하는 이점이 있습니다. Ag₃ PO₄ - 및 TiO₂ -기반 및 아타풀자이트/Ag₃ PO₄ 이원 복합 광촉매가 보고된 바 있지만, 아타풀자이트 기반 삼원 복합 재료는 거의 연구되지 않았습니다.

이 작업에서 ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ Ag₃의 광안정성과 광촉매를 개선하기 위한 손쉬운 2단계 방법으로 삼원 복합물을 합성했습니다. PO₄ 및 귀금속 Ag의 소모를 억제한다. 새로운 삼원 복합 재료의 결정 구조와 미세 구조는 각각 XRD와 SEM으로 특성화되었으며, 광촉매 활성과 안정성은 시뮬레이션된 태양 조사 하에서 유기 염료 로다민 B(RhB)의 분해에 의해 측정되었습니다. 순은인산염보다 광촉매 효율이 높고 광촉매 안정성이 우수한 삼원 복합재입니다.

실험 섹션

자료

평균 직경이 100nm 미만이고 평균 길이가 1μm 미만인 ATP 나노섬유(그림 1)는 Jiangsu Qingtao Energy Science and Technology Co., Ltd.에서 추구했습니다. RhB(AR), EDTA disodium salt dehydrate(GR, 99 %), tert-부탄올(GR, ≥ 99.5%), 스테아릴 트리메틸 암모늄 클로라이드(STAC, 98%), 질산은(AR) 및 인산이수소이나트륨 수화물(Na₂ HPO₄ ·12H₂ O, AR, 99%)는 Macklin에서 구입했습니다. 산화티타늄, 아나타제(나노 분말, 5-10nm 입자 크기, 99.8% 금속 기준, 친수성/친유성)는 Aladdin에서 구입했습니다.

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샘플의 XRD 패턴:a ATP, b TiO₂ , ㄷ Ag₃ PO₄ , d ATP/TiO₂ , e Ag₃ PO₄ /TiO₂ , f ATP/Ag₃ PO₄ , 및 g ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄

샘플 합성

ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 3원 복합물은 손쉬운 2단계 방법으로 합성되었습니다. 잘 분산된 ATP 나노로드 및 TiO₂ 질량비가 5:2인 나노입자를 먼저 탈이온수에 첨가하고 4시간 동안 교반했습니다. 물리적 및 표면 전자적 흡수를 통해 TiO₂ ATP 나노막대 표면에 나노입자가 부착되어 있다. 원심 분리 후 침전물을 탈이온수로 세척한 다음 60°C에서 6시간 동안 건조하여 ATP/TiO₂를 얻습니다. 합성물. 간단한 침전법으로 Ag₃ PO₄ 나노 입자가 ATP/TiO₂ 표면에 증착되었습니다. 및 ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 그런 다음 삼원 복합물을 준비했습니다. [12] 일반적인 준비 과정에서 20ml의 질산은 용액(0.1mol/L)을 ATP/TiO₂에 녹였습니다. 0.7g ATP/TiO₂가 포함된 수성 현탁액 30분 동안 초음파 교반을 통해 복합 재료 및 50ml의 탈이온수. 20ml Na₂ HPO₄ 그런 다음 수용액(0.1mol/L)을 추가 40분 동안 어두운 조건에서 초음파 교반하면서 위의 용액에 천천히 첨가했습니다. 그런 다음 밝은 황갈색 침전물을 원심분리하고 에탄올 앱솔루트로 여러 번 세척하고 60°C에서 12시간 동안 건조하여 ATP/TiO₂를 얻었다. /Ag₃ PO₄ 삼항 합성물. Ag₃의 분말 샘플 PO₄ , Ag₃ PO₄ /ATP, Ag₃ PO₄ /TiO₂ , ATP/TiO₂ 도 유사한 방법을 사용하여 합성되었습니다.

특성화

40kV 및 30mA에서 분말의 상 분석을 위해 XRD Rigaku D/max-RB)를 사용하여 X선 회절을 수집했습니다. 미세구조는 주사전자현미경(SEM, INSPECTF FEI, 네덜란드)으로 평가하였다. BaSO₄를 사용하는 U-3010 Hitach UV-vis 분광 광도계를 사용하여 광촉매의 자외선 가시광선(UV-vis) 확산 반사 분광법을 조사했습니다. 참고로.

광촉매 실험

RhB의 광촉매 분해는 시뮬레이션된 태양 조사 하에서 테스트되었습니다. 50mg ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 5mg/L 농도의 RhB 용액 100ml에 첨가하고 흡착-탈착 평형을 보장하기 위해 암실에서 40분 동안 교반했습니다. 광원은 약 150mW/cm² 에서 300W Xe 램프(Microsolar300, PerfectLight, 베이징, 중국)였습니다. (중국 베이징 사범 대학 광전 기기 공장의 복사계 FZ-A로 테스트). 램프를 연 후 정해진 시간 간격으로 4ml의 용액을 꺼내고 원심분리(10,000rpm, 10분)를 통해 분리합니다. UV/vis 분광 광도계(T6, PERSEE, Beijing, China)를 사용하여 UV-vis 스펙트럼에서 흡수 피크(554 nm)의 변화를 기록하여 상등액을 분석했습니다.

RhB 염료의 분해 정도는 다음 식에 따라 결정되었습니다. D % =(c ₀ − c )/ㄷ ₀ × 100% =(A ₀ − A )/A ₀ × 100%, 여기서 c ₀ 및 c 는 각각 용액의 광촉매 반응 후 초기 농도와 농도입니다. 그리고 A ₀ 그리고 A 는 각각 광촉매 반응 전과 후의 흡광도 값입니다.

결과 및 토론

ATP-Ag의 특성화₃ PO₄ -TiO₂ 합성물

ATP, TiO₂의 XRD 패턴 , Ag₃ PO₄ 그림 1a의 회절 피크는 단사정 구조의 ATP 상(JCPDS # 21-0958)으로 표시될 수 있으며, 이는 ATP가 특별히 정제되었으며 불순물 상이 존재하지 않음을 의미합니다. 그림 1b는 아나타제 TiO₂의 일반적인 회절 피크를 보여줍니다. 불순물이 없는 반면 그림 1c는 순수한 Ag₃에 해당하는 회절 피크를 보여줍니다. PO₄ JCPDS # 06-0505와 잘 일치하는 단계. ATP/TiO₂의 모든 나노복합체 샘플에 대해 불순물 상 또는 구조 불안정화가 없습니다. (그림 1d), Ag₃ PO₄ /TiO₂ (그림 1e), ATP/Ag₃ PO₄ (그림 1f), ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ (그림 1g). ATP/TiO₂의 XRD 패턴에서 /Ag₃ PO₄ (그림 1g), Ag₃와 관련된 주요 특징 피크 PO₄ 및 TiO₂ ATP 단계에서 회절 피크가 훨씬 약한 동안 감지할 수 있습니다. 이 현상은 ATP 나노로드가 TiO₂로 피복되어 있음을 의미합니다. 및 Ag₃ PO₄ 나노 입자.

복합 광촉매의 형태 및 미세 구조는 그림 2에 나와 있습니다. ATP 나노로드는 평균 길이가 1μm 미만이고 직경이 100nm 미만입니다(그림 2a). 표면의 물리적, 화학적 흡착으로 인해 TiO₂ ATP 나노막대 표면에 부착되어 ATP/TiO₂를 형성하는 직경 약 40nm의 나노입자 그림 2b와 같이 복합 재료. 그림 2c에서 ATP 나노로드는 Ag₃로 완전히 덮였습니다. PO₄ 및 TiO₂ ATP/TiO₂의 입자 /Ag₃ PO₄ Ag₃ 동안 삼항 합성물 PO₄ ATP/TiO₂ 표면에 나타남 직경이 약 50nm인 균일한 구상 입자 형태의 복합재

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a의 SEM 이미지 ATP, b ATP/TiO₂ , 및 c ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 분말

흡수 스펙트럼

Ag₃의 UV-vis 흡수 스펙트럼 PO₄ , ATP, TiO₂ , ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 그림 3a에 나와 있습니다. 보고된 결과와 유사, [3] Ag₃ PO₄ UV에서 최대 약 500nm 파장의 가시광선 영역까지 잘 흡수됩니다. 한편, TiO₂ 가시광선 영역에서 명백한 흡수 없이 우수한 UV 흡수를 나타냅니다. ATP는 가시광선 영역에서 UV 흡수가 낮고 흡수가 거의 없습니다. 예상대로 ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 삼원 나노복합체는 TiO₂의 혜택을 받는 강력한 UV 흡수를 나타냅니다. ATP 및 Ag₃에 의해 부과되는 향상된 가시광선 흡수 PO₄ . 광학 밴드 갭(E _g )는 식에 따라 광흡수단으로부터 추정될 수 있다. (1). [13, 14]

$$ \alpha hv=A{\left( hv-{E}_g\right)}^m, $$ (1)

여기서 α 스펙트럼 흡수 계수, "hv "는 광자 에너지, A 상수이고 m 직접 및 간접 전환에 대해 각각 0.5 또는 2와 같습니다. TiO₂ [15] 일반적으로 간접 밴드갭 반도체로 간주되며 간접 E _g 곡선의 저에너지 측면을 통과하는 직선의 가로채기에 의해 결정됩니다(αhυ )^1/2 대 hυ 약 3.20eV의 추정값으로 그림 3b에 표시됩니다. Ag₃ PO₄ 는 간접 밴드갭 반도체로 보고되었으며, 감마점에서의 직접갭과 간접갭은 계산된 결과로 볼 때 매우 가깝다. [16] 약 2.45eV의 직접적인 갭은 Ag₃의 밴드갭으로 간주되었습니다. PO₄ 대부분의 보고서에서. 여기서 간접 E _g 직접 E _g 곡선의 저에너지 측면을 통과하는 직선의 차단에 의해 결정됩니다(αhυ )^1/분 (m =2 및 0.5) 대 hυ , 각각. Ag₃의 결과 PO₄ 2.33eV의 간접 밴드갭(그림 3b)과 2.49eV의 직접 밴드갭(그림 3c)을 보여줍니다. 직접 E _g 2.49eV의 간접 밴드갭은 2.33eV의 간접 밴드갭보다 흡수 밴드 가장자리와 더 일치합니다. 따라서 E _g Ag₃의 PO₄ 2.49eV로 결정됩니다. 마찬가지로 ATP는 3.37eV의 간접 밴드갭(그림 3b)과 3.75eV의 직접 밴드갭(그림 3c)을 보여주며 E _g ATP는 3.75eV로 결정됩니다. TiO₂의 위 밴드갭 값 , Ag₃ PO₄ ATP는 보고된 결과에 매우 가깝습니다. [17] ATP/TiO₂에서 /Ag₃ PO₄ 삼원 나노복합체의 경우 UV-vis 흡수 스펙트럼에서 약 385 및 510nm의 두 개의 서로 다른 광 흡수 밴드 가장자리가 있으며, 이로부터 두 개의 서로 다른 E _g 값을 추정할 수 있습니다. 385nm의 흡수 밴드 가장자리에서 직접 E _g TiO₂ 사이에 있는 약 3.64 eV가 얻어집니다. 복합 효과의 결과로 ATP. 510nm의 흡수 가장자리에 해당하는 직접 E _g 직접 E에 따라 약 2.49eV가 얻어집니다. _g Ag₃의 PO₄ . 그 결과, 삼원 복합물은 Ag₃와 유사한 가시광선 흡수를 유지했습니다. PO₄ , 뿐만 아니라 TiO₂에서 파생된 우수한 UV 흡수 그리고 ATP. 이 결과는 ATP/TiO₂를 의미합니다. /Ag₃ PO₄ 삼원 복합재료는 자외선에서 가시광선에 이르는 파장 범위에서 우수한 광촉매가 될 가능성이 있습니다.

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아 UV-vis 흡수 스펙트럼 및 b (αhν의 플롯 )^1/2 대 (hv )의 Ag₃ PO₄ , ATP, TiO₂ 및 ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 삼원 나노복합체; ㄷ (αhν의 플롯 )² 대 (hv )의 Ag₃ PO₄ , ATP 및 TiO₂; d (αhν의 플롯 )² 대 (hv )의 ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 삼원 나노복합체 및 d의 삽입 d 플롯의 부분 확대 세부 사항입니다.

광촉매 활동

생성된 샘플의 광촉매 활성은 Xe 광 조사에 따른 RhB의 분해에 의해 평가되었습니다(그림 4). 광촉매를 침지한 후 RhB 용액을 어두운 조건에서 40분 동안 교반하여 간섭 제거를 목표로 흡탈착 평형을 설정했습니다. 흡착의. 그림 4a는 ATP/TiO₂에 의한 RhB 용액의 광분해 동안 흡수 스펙트럼의 진화를 보여줍니다. /Ag₃ PO₄ 시간의 함수로서 Xe 조명 조명 하에서 삼원 나노복합체. 554nm를 중심으로 하는 흡수 피크는 RhB의 특징적인 흡수 피크에 해당합니다. RhB의 광분해로 인해 RhB의 농도가 감소함에 따라 피크 강도가 감소하였다. 어두운 조건에서 용액을 40분 동안 교반한 후 RhB에서 약간의 흡수 피크 강도 감소만 관찰되었으며 이는 나노복합체의 약한 염료 흡착을 나타냅니다. 20분 동안 조사한 후 RhB의 특성 흡수 피크가 거의 사라졌으며 이는 용액에서 염료가 거의 완전히 분해되었음을 의미합니다. 유사한 Xe 광 조사 조건에서 다양한 광촉매를 사용한 RhB의 광촉매 분해를 그림 4b에서 비교했습니다. 단상 TiO₂의 광촉매 ATP는 60분 조사에서 50%보다 낮은 분해율을 보인 반면 Ag₃ PO₄ TiO₂의 광촉매에 대한 이전 보고서와 잘 일치하는 훨씬 더 강력하고 빠른 광촉매 분해를 나타냄 및 Ag₃ PO₄ [18]. Ag₃ PO₄ 강력한 광촉매로 보고되었으나 광촉매 활성의 안정성이 낮고 가격이 비싸다. 삼원 나노복합체는 3분 조사 후에만 약 81.1%의 빠른 분해율을 나타내었고 20분 조사 후에는 거의 완전한 분해를 나타내었으며, 이는 단상 Ag₃보다 분명히 더 높습니다. PO₄ ATP/Ag₃를 포함한 기타 이원 복합 광촉매 PO₄ 및 TiO₂ /Ag₃ PO₄ 그림 4b에서 볼 수 있듯이. ATP는 광촉매 활성이 거의 없지만 흡착 능력이 좋은 것으로 보고되어[19] 염료 분자가 표면에 쉽게 부착되고 ATP/TiO2에 의한 RhB 분해 속도가 더 높아집니다.> /Ag₃ PO₄ 삼원 나노복합체 광촉매. 흥미롭게도 ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 광촉매는 TiO보다 더 강한 광촉매 분해 효율을 나타냄₂ /Ag₃ PO₄ 또는 Ag₃ PO₄ 같은 무게로. 그 결과 고가 Ag₃의 도포량은 PO₄ 감소합니다.

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아 ATP/TiO₂에 의한 광촉매 분해 RhB 용액의 UV-vis 흡수 스펙트럼 /Ag₃ PO₄ 다른 시간에 삼원 나노복합체. ㄴ 시뮬레이션된 태양 조사에서 다양한 광촉매를 사용한 RhB의 광촉매 분해

Xe 광 조사 하에서 RhB의 광분해를 위한 광촉매의 안정성은 반복적인 광촉매 실험을 통해 평가되었다. Ag₃에서도 유사한 테스트가 수행되었습니다. PO₄ 비교하려고. 광촉매 분해를 실행할 때마다 광촉매를 분리, 세척, 건조하고 다음 실행을 위해 재활용했습니다. RhB의 초기 농도와 광촉매의 투여량은 광촉매 분해의 각 실행 동안 일정하게 유지되었습니다. 결과는 그림 5에 나와 있습니다. 실행 후 Ag₃의 활동 PO₄ 예상대로 크게 감소했습니다[20]. 광촉매 과정에서 활성 부위는 Ag₃ 표면에 나타나는 Ag로 덮였습니다. PO₄ 입자. ATP/TiO₂의 광촉매 활성 /Ag₃ PO₄ 3원 나노복합체는 RhB의 광분해를 5회 사이클링한 후에도 변경되지 않은 상태로 유지되었습니다. 이 결과는 광촉매가 ATP/TiO₂에서 매우 안정적임을 나타냅니다. /Ag₃ PO₄ 삼원 나노복합체.

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Ag₃를 사용한 RhB의 반복적인 광촉매 분해 PO₄ (빨간색 열린 사각형) 및 ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 시뮬레이션된 태양 조사에서 삼원 복합 재료(검은색 실선 원)

광촉매 과정에서 가능한 메커니즘

광촉매 분해 과정에서 일반적인 활성 산소 종에는 •OH 라디칼, O₂가 포함됩니다. ^•– 라디칼 및 구멍(h⁺ ). [2] ATP/TiO₂의 광촉매 과정에 관여하는 활성산소종을 모니터링하기 위해 트래핑 실험을 수행하였다. /Ag₃ PO₄ RhB 이상의 합성물. tert-부탄올(TBA), 벤조퀴논(BQ) 및 에틸렌디아민테트라아세트산이나트륨(Na₂)의 3가지 화학물질 -EDTA)는 •OH 라디칼, O₂의 스캐빈저로 사용되었습니다. ^•– 라디칼 및 구멍, 각각. [9] Xe 광 조사에 따른 실험 결과는 그림 6과 같다. 1mM TBA(•OH 라디칼 제거제)의 도입은 복합 광촉매의 광촉매 활성에 뚜렷한 영향을 미치지 않는다(그림 6b). 이 결과는 OH· 라디칼이 광촉매 과정에서 주요 활성 산소 종이 아님을 나타냅니다. 1mM BQ 추가(O₂ ^•– 라디칼 제거제)는 RhB의 광촉매 분해 정도를 60분 안에 42%로 감소시킵니다(그림 6c). 이는 O₂ ^•– 라디칼은 광촉매 성능에 중요하지만 부분적으로만 기여합니다. 구멍 제거제 Na₂를 추가한 후 -EDTA(1 mM) 광촉매 시스템으로 ATP/TiO₂의 광촉매 분해 활성 /Ag₃ PO₄ 나노복합체는 거의 완전히 억제되고(그림 6d), RhB의 분해 정도는 60분 후에 5% 미만으로 감소합니다. 이 결과는 정공이 광촉매 분해에 중요한 역할을 한다는 것을 의미합니다. 결과적으로 구멍과 O₂ ^•– 라디칼은 ATP/TiO₂의 주요 반응성 라디칼입니다. /Ag₃ PO₄ Xe 광 조사에서 RhB를 분해하는 광촉매 과정.

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ATP/TiO₂의 반응성 종 트래핑 실험 /Ag₃ PO₄ 합성 광촉매

위에서 언급한 논의를 바탕으로 ATP/TiO₂에 의한 RhB의 광촉매 분해를 설명하기 위해 가능한 광촉매 메커니즘이 제안되었습니다. /Ag₃ PO₄ 그림 7과 같이 삼원 복합 광촉매. TiO₂의 전도대(CB) 및 가전자대(VB)의 전위 − 0.5eV 대 NHE 및 + 2.70eV 대 NHE입니다[21, 22]. 이 값은 두 Ag₃의 값보다 더 음수입니다. PO₄ (CB + 0.45eV 대 NHE, VB + 2.97eV 대 NHE) [3, 16] 및 ATP(CB - 0.25eV 대 NHE, VB + 3.50eV 대 NHE). 따라서 TiO₂의 CB에서 광 발생 전자 Ag₃의 것으로 쉽게 전송할 수 있습니다. PO₄ , Ag₃의 VB에서 광유도 구멍 PO₄ TiO₂로 마이그레이션됩니다. , 광 생성 전자-정공 쌍의 효과적인 분리를 촉진하고 전자와 정공의 재결합 확률을 감소시킵니다. 결과적으로 ATP/TiO₂ /Ag₃ PO₄ 복합 광촉매는 단일상 Ag보다 더 높은 광촉매 활성을 나타낼 수 있음₃ PO₄ . 한편 TiO₂의 VB에 있는 구멍 , 강한 산화 특성을 가진 RhB 분해의 광촉매 반응 속도를 크게 가속화할 수 있을 뿐만 아니라 H₂를 산화시킬 수 있습니다. O를 생성하려면 O₂ . O₂의 감소 가능성 ^•– TiO₂에 대한 CB의 전위가 − 0.28eV인 반면 및 Ag₃ PO₄ 각각 - 0.3 및 + 0.45 eV입니다. 따라서 결과 O₂ 광촉매 표면에서 광생성 전자를 포착하여 O₂를 생성할 수 있습니다. ^•– 라디칼 및 Ag⁺ Ag₃의 이온 PO₄ 금속 Ag(Ag⁺ + e⁻ → Ag) O₂와의 반응에서 전자가 소모되기 때문에 . 결과적으로 TiO₂와 복합 광촉매 및 Ag₃ PO₄ 단상 Ag₃보다 훨씬 높은 안정성을 나타냅니다. PO₄ 광촉매.

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ATP/TiO₂의 제안된 광촉매 메커니즘 /Ag₃ PO₄ 합성물

결론

결론적으로 ATP/TiO₂를 합성했습니다. /Ag₃ PO₄ 간단한 방법을 통한 삼항 합성:TiO₂ 나노입자는 ATP의 표면에 흡수되어 이원 구조를 형성한 다음 Ag₃ PO₄ 나노 입자는 ATP/TiO₂에 증착되었습니다. 정전기 상호 작용을 통한 합성. 삼원 복합체에 형성된 이종 접합은 광촉매 효율과 안정성을 향상시킵니다. 순수 Ag₃와 비교 PO₄ 단계에서 이러한 종류의 복합 광촉매는 귀금속 은의 소비를 크게 감소시킬 뿐만 아니라 광촉매의 효율을 향상시킵니다. 우리의 결과는 광촉매 적용을 위한 Ag 기반 합성물을 설계하기 위한 지침을 제공할 것입니다.