磁性Z型MnZnFe2O4@Ag3PO4异质结的构建及光催化活性研究

摘要：

Ag3PO4光催化剂具有良好的可见光催化活性,但存在易光腐蚀和使用后回收难的的问题.本研究以废电池获得的磁性MnZnFe2O4作为载体,通过蛋清辅助水热原位沉积构建了 Z型MnZnFe2O4@Ag3PO4异质结.采用X-射线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射、价带能谱、磁滞回线等测试手段,对不同Ag3PO4含量(10％～30％)异质结的物相结构、微观形貌、光学及磁学性能进行了分析表征.考察了制备材料对模型污染物四环素(TC)光催化降解的活性.利用原位X射线光电子能谱分析(ISI-XPS)、电子自旋共振(EPR)和自由基淬灭试验探讨了异质结光催化降解机理.结果表明.MnZnFe2O4的介入拓宽了异质结的光谱响应范围和比表面积,Z型异质结提高了光生载流子的寿命和氧化还原反应活性.优化的MnZnFe2O4@Ag3PO4(20％)降解TC的反应动力学常数k值(0.183 min-1)分别是商用P25 TiO2(0.014 min-1)、纯相Ag3PO4(0.037min-1)和MnZnFe2O4(0.011 min-1)的13.1、4.9和16.6倍,光照25 min完成TC(20 mg·L-1)的降解.在光催化过程中空穴(h+)、超氧自由基(·02-)和单线态氧(1O2)是主要活性物质.此外,MnZnFe2O4@Ag3PO4(20％)经5次循环使用,对TC的降解效率仍维持在85％,且易于磁分离回收.研究为开发高效可见光驱动磁性光催化剂提供了一种解决策略.

关键词：Ag3PO4、锰锌铁氧体、Z型异质结、磁性光催化剂、光催化活性

所属期刊栏目：43

分类号：X131(环境化学)

资助基金：陕西省重点研发计划项目;国家级大学生创新创业训练计划项目

在线出版日期：2023-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：130-140