微米球光催化剂在环境净化及能源转化的研究进展

光催化在污染物降解及能源转化应用方面前景宽广。然而,大部分光催化剂因本身物理结构的缺陷而难以广泛运用。微米球光催化剂具有显著的优点,如低密度、高光捕获能力和载流子分离效率、优异的电子和光学性能、高比表面积、易回收、优良的传递性能和表面渗透能力。这些结构有利于提高光催化性能和实际运用,因而受到广泛关注。重点介绍并讨论了一些典型的微球光催化剂（TiO₂, ZnO, Bi₂WO₆, PbWO₄,BiFeO₃, BiOX (X = Cl, Br, I)等）的制备及这类光催化剂在环境净化和能源转化方面的研究进展,并展望了微米球光催化剂的发展方向。      

Ag2CO3@AgBr复合光催化剂的制备、表征及其可见光催化性能

采用连续沉淀法合成了类似核/壳结构的Ag₂CO₃@AgBr复合光催化剂.利用氮气物理吸附、X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜、光电子能谱、紫外-可见漫反射和光电流等测试手段对所制备的AgBr、Ag₂CO₃和Ag₂CO₃@AgBr进行了系列表征,考察了AgBr壳对Ag₂CO₃的组织结构、光吸收、光电流响应性能和光催化性能的影响.结果表明,在Ag₂CO₃晶体表面的复合AgBr纳米颗粒,能显著增强催化剂在可见光区的吸光性能、增大催化剂的比表面积和增强光电流响应强度.在可见光下(400 nm＜λ＜660 nm),催化降解甲基橙测试表明,Ag₂CO₃@AgBr表现出优异的光催化性能,其降解速率常数分别是纯Ag₂CO₃和AgBr的11倍和10倍,同时其稳定性也得到大幅度提高.在核/壳界面中,形成了具有能级匹配的Ag₂CO₃@AgBr异质相结,这种异质相结提高了光生电子和空穴的分离效率,同时壳层AgBr可以阻止主体光催化剂Ag₂CO₃在水溶液中的溶解,提高其稳定性.      

花状Pt/Bi2WO6微米晶合成、表征及其高可见光催化性能

利用水热-光化学沉积法合成了一系列粒径为1.5~2μm的花状Pt/Bi2WO6微米晶.采用X射线衍射仪（XRD）、N2物理吸附、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、紫外可见漫反射光谱（DRS）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等手段进行表征.在可见光照射下（λ＞420 nm）,进行了光催化降解染料酸性橙Ⅱ的性能测试.表征和测试结果表明,这些多尺度花状Pt/Bi2WO6复合微米晶,在水溶液中进行光催化降解反应具有优越的性能.此外,沉积1%的Pt 纳米粒子可使光催化活性显著提高,为Bi2WO6的2.8倍.沉积的Pt纳米粒子由于产生表面等离子体的共振吸收,增强对可见光的吸收能力,同时降低了光生电子（e-）和空穴（h+）的复合,促进·OH 自由基的产生,因此能在很大程度上提高光催化活性.此外,这种特殊结构的Pt/Bi2WO6微米晶有利于在水溶液中进行分离和回收,提高催化剂的利用效率.