可視光触媒活性を高めるためのZスキームAg3PO4 / TiO2ヘテロ構造の製造

要約

この論文では、複合Ag ₃の総合的な研究 PO ₄ / TiO ₂ 簡単な2段階の方法で合成された光触媒が実行されます。この研究では、X線回折、走査型電子顕微鏡法、透過型電子顕微鏡法、高分解能透過型電子顕微鏡法、エネルギー分散型X線分光法、X線光電子分光法、UV-vis拡散反射型分光法などの補足的な特性評価ツールを採用しました。。結果は、高度に結晶性で良好な形態が観察できることを示した。光触媒性能の実験では、TiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 最高の光触媒活性を示し、25分間照射した後、光触媒分解率はほぼ100％に達しました。 TiO ₂の反応速度定数 400 / Ag ₃ PO ₄ は最大で、0.02286 min ^-1 です。、Ag ₃の2倍 PO ₄ TiO ₂の最小値の6.6倍 400. TiO ₂の劣化効果 400 / Ag ₃ PO ₄ 光触媒を4回リサイクルした後、良好な安定性を示します。活性触媒種のトラッピング実験により、主な要因はホール（h ⁺ ）であることが明らかになりました。）およびスーパーオキシドアニオン（O・-2）、ヒドロキシルラジカル（・OH）は部分的に分解します。これに基づいて、 Z -Ag ₃のスキーム反応メカニズム PO ₄ / TiO ₂ 不均一構造を提唱し、その劣化メカニズムを説明します。

背景

半導体光触媒は、有機汚染物質の分解や太陽電池での広範な使用により、ますます関心を集めています[1,2,3,4,5,6]。半導体ベースの光触媒の代表として、TiO ₂ その優れた物理化学的特性のために広く研究されてきました[7、8]。ただし、純粋なTiO ₂ 光触媒は、そのワイドバンドギャップ（アナターゼの場合は3.2 eV、ルチルの場合は3.0 eV）などの実際のアプリケーションでは特定の欠点があり、可視応答が低下します。

Ag ₂などの銀ベースの化合物 O、AgX（X =Cl、Br、I）、Ag ₃ PO ₄ 、Ag ₂ CrO ₄ 、最近、光触媒用途に使用されています[9、10、11、12]。とりわけ、オルトリン酸銀（Ag ₃ PO ₄ ）Ag ₃のため、すでに多くの研究者から注目を集めています。 PO ₄ バンドギャップは2.45eVで、520nm未満で強い吸収があります。 Ag ₃の量子収率 PO ₄ 90％以上です。優れた可視光光触媒です。ただし、Ag ⁰ の形成により触媒の表面に（4Ag ₃ PO ₄ + 6H ₂ O + 12h ⁺ + 12e ⁻ →12Ag ⁰ + 4H ₃ PO ₄ + 3O ₂ ）光触媒反応中、Ag ₃の再利用 PO ₄ 大きな問題です。したがって、Ag ₃の光触媒腐食を減らすのが一般的な方法です。 PO ₄ Ag ₃の良好な触媒活性を確保します PO ₄ 。文献の優先順位に基づいて、配合は両方の半導体材料の光触媒性能を効果的に改善できることが知られている。配合後、光生成された電子と正孔の分離効果が強化され、複合材料の光触媒活性の向上に貢献します。多くの研究者がBi ₂などのヘテロ接合を調査しました O ₃ -Bi ₂ WO ₆ 、TiO ₂ / Bi ₂ WO ₆ 、ZnO / CdSe、およびAg ₃ PO ₄ / TiO ₂ [2、13、14、15]。単相光触媒と比較して、ヘテロ接合光触媒は、適合した電子構造材料を結合することにより、光応答範囲を拡大することができます。また、コンポーネント間の相乗効果により、ヘテロ接合の光触媒活性をさらに向上させるために、さまざまな方法で電荷を移動させることができます。

上記の分析に基づいて、Ag ₃ PO ₄ 相乗的な増強効果を備えたベースの半導体複合材料は、キャリア再結合欠陥とAg ₃を改善するために設計されました。 PO ₄ ベースの半導体複合材料の触媒性能。この論文では、ナノサイズのTiO ₂ ソルボサーマル法で調製し、次にTiO ₂のナノ粒子を調製しました。 Ag ₃の表面に400が堆積しました PO ₄ 室温でTiO ₂を得る / Ag ₃ PO ₄ コンポジット。 TiO ₂の光触媒活性 / Ag ₃ PO ₄ 複合材料は、RhB色素（ローダミンB）を使用してテストされました。

メソッド

ナノサイズのTiOの水熱調製₂

0.4gのP123を7.6mLの無水エタノールと0.5mLの脱イオン水を含む混合溶液に加え、P123が完全に溶解するまで攪拌しました。清澄化された溶液は、A溶液としてラベル付けされた。次に、2.5 mLのチタン酸ブチル（TBOT）と1.4 mLの濃塩酸（12 mol / L）を含む混合溶液を調製し、B溶液としてラベル付けしました。溶液Ｂを溶液Ａに滴下して加えた。 30分間撹拌した後、32 mLのエチレングリコール（EG）を溶液に加え、30分間撹拌しました。次に、溶液を140℃、高温、高圧のオーブンに24時間入れました。自然冷却、遠心洗浄、分離、沈殿物の収集、および80°Cのオーブンで8時間の乾燥。白色の沈殿物をマッフル炉でさまざまな温度（300°C、400°C、500°C）で焼成し、TiO ₂のスタンバイとしてマークしました。 300、TiO ₂ 400、およびTiO ₂ それぞれ500。

TiO ₂の準備 / Ag ₃ PO ₄ 光触媒

0.1 gTiO ₂ 0.612gのAgNO ₃を含む30mLの硝酸銀溶液に粉末を加えました。次に、超音波で30分間処理して、TiO ₂を作成します。均一に分散。 0.43gのNa ₂を含む30mLの溶液を追加しました HPO ₄ .12H ₂ Oおよび周囲温度で120分間撹拌した。遠心分離、脱イオン水および無水エタノールでの洗浄により、沈殿物を分離、収集し、60℃で乾燥させた。製品はTiO ₂と名付けられました 300 / Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ 400 / Ag ₃ PO _4、およびTiO ₂ 500 / Ag ₃ PO ₄ 、それぞれ。 Ag ₃ PO ₄ TiO ₂を添加せずに調製した上記のプロセスと同じ条件で。

特性評価

得られたサンプルのX線回折（XRD）パターンは、スキャン速度0.02°s ^{-1 <の35kVCu-Kaを備えたD / MaxRB X線回折計（日本）で実行されました。 / sup>
、10〜80°の範囲。走査型電子顕微鏡（SEM）、JEOL、JSM-6510、およびJSM-2100透過型電子顕微鏡（TEM）アセンブリとエネルギー分散型X線分光法（EDX）を使用して、10kV加速電圧での形態を研究しました。 X線光電子分光法（XPS）情報は、300WのCuKα放射線下でESCALAB250電子分光計を使用して収集されました。基本圧力は約3×10 ^-9
でした。 mbar、結合して、アモルファスカーボン284.6eVのC1sラインを参照します。}

光触媒活性測定

TiO ₂の光触媒性能 / Ag ₃ PO ₄ 触媒は、研究対象として水溶液中のRhBの光分解を使用してテストされました。 50ミリグラムの光触媒を50mLのRhB水溶液（10 mg L ^-1 ）と混合しました。）吸着バランスを確保するために、照明の前に暗闇の中で一定時間攪拌します。反応プロセスでは、冷却水を使用して、システムの温度を室温で一定に保ちます。 1000 Wキセノンランプは、可視光をシミュレートするための照明を提供します。 LAMBDA35 UV / Vis分光光度計を使用して、濃度（ C ）λでのRhBソリューションの変更 =553nm。脱色率は、時間と C の関数として示されます。 _t / C ₀ 。 C ₀ は照明前の濃度であり、 C _t 照射後の濃度です。使用済みの触媒を回収して、触媒のサイクル安定性を検出しました。実験は4回繰り返されました。

結果と考察

XRD分析は、触媒の相構造と結晶タイプを決定するために使用されます。調製した触媒のXRDスペクトルを図1に示しました。これには、TiO ₂が含まれます。 400、Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ / Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ 300 / Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 、およびTiO ₂ 500 / Ag ₃ PO ₄ 。この図から、TiO ₂の結晶構造がわかります。 400はアナターゼ（JCPDS No. 71-1166）です。 Ag ₃のXRDスペクトル PO ₄ 、20.9°、29.7°、33.3°、36.6°、47.9°、52.7°、55.1°、57.4°、61.7°、および72.0°に位置する回折ピークは、（110）、（200）、の特徴的なピークに属します。 Ag ₃の（210）、（211）、（310）、（222）、（320）、（321）、（400）、および（421）面 PO ₄ （JCPDS No. 70-0702）、それぞれ。合成された複合光触媒は、TiO ₂と一致する特徴的なピークを示しました。およびAg ₃ PO ₄ 、およびTiO ₂の特徴的なピーク複合TiO ₂で25.3°でした、TiO ₂ 300 / Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ 500 / Ag ₃ PO ₄ 、これはTiO ₂の煆焼温度と一致していました。上昇、TiO ₂の結晶化度高くなります。

図2は、TiO ₂の触媒のSEM、TEM、およびEDX図を示しています。 400、Ag ₃ PO ₄ 、およびTiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 。図2aは球状ナノ構造TiO ₂ ソルボサーマル法で作成された400は、直径が100〜300nmの範囲です。図2bはAg ₃です PO ₄ 規則的な六面体構造の結晶。その粒子サイズは0.1から1.5μmの範囲であり、かなり滑らかな表面を持っています。図2cは、複合TiO ₂のSEM画像です。 400 / Ag ₃ PO ₄ 。 TiO ₂のナノ粒子が 400はAg ₃の表面に堆積します PO ₄ 。 TiO ₂の形態 400 / Ag ₃ PO ₄ TEMおよびTiO ₂のTEM図を使用してさらに調査しました。 400 / Ag ₃ PO ₄ 図2dに表示されます。 200nmのナノサイズのTiO ₂ 粒子はAg ₃の表面に付着します PO ₄ 。図2eは、TiO ₂のHRTEMです。 400 / Ag ₃ PO ₄ 。 TiO ₂ 粒子はAg ₃に密接に結合しています PO ₄ 、およびTiO ₂の格子間隔 400およびAg ₃ PO ₄ はそれぞれ0.3516および0.245nmであり、TiO ₂の（101）および（211）表面に対応します。およびAg ₃ PO ₄ 。図2fは、TiO ₂のEDX図です。 400 / Ag ₃ PO ₄ 。サンプルは、Ti、O、Ag、Pの4つの元素で構成されていることがわかります。銅元素の明らかな回折ピークは、EDX励起源であるCuKaによって生成されます。 EDXは、対応するTiO ₂の化学元素を確認しました。 400 / Ag ₃ PO ₄ 。結論として、TiO ₂ Ag ₃の表面にロードされます PO ₄ 結晶は粒状で、六面体の形態が良好です。

製品のX線光電子分光法（XPS）を図3で調査します。図3aは、製品の調査XPSスペクトルです。 Ti、O、Ag、P、およびCの5つの要素がグラフに表示されます。このうち、Cがベースであり、複合材料がTiO ₂と共存していることを示しています。およびAg ₃ PO ₄ 。図3bは、Ag3dの高分解能スペクトルです。結合エネルギー366.26eVと372.29eVを中心とする2つの主要なピークは、それぞれAg 3d5 / 2とAg3d3 / 2に割り当てられます。 Agが主にAg ⁺ であることを示しています TiO ₂の光触媒 400 / Ag ₃ PO ₄ [16]。図3cは、P ⁵⁺ に対応するP2pのXPSピークを示しています。 PO ₄で ³⁺ 131.62eVでの構造。 457.43eVと464.58eVにある2つのピークは、Ti2p軌道のXPSスペクトルのTi2p3 / 2とTi2p1 / 2に起因する可能性があります（図3d）。図3eはO1のXPSです。ピーク全体は、528.9 eV、530.2 eV、532.1eVの3つの特徴的なピークに分けることができます。 528.9eVと530.2eVのピークは、Ag ₃の酸素によるものです。 PO ₄ およびTiO ₂ それぞれ格子。 532.1 eVのピークは、TiO ₂の表面に吸着されたヒドロキシルまたは酸素を示します。 / Ag ₃ PO ₄ 。 XPS分析の結果は、Ag ₃ PO ₄ およびTiO ₂ 調合されました。

TiO ₂の触媒のUV-Vis拡散反射吸収スペクトル 400、Ag ₃ PO ₄ 、およびTiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 図4aに示されています。図から、TiO ₂の吸光度カットオフ波長がわかります。 400およびAg ₃ PO ₄ それぞれ400および500nmです。 Ag ₃の場合 PO ₄ TiO ₂にロードされます 400の場合、複合材料の光吸収範囲は明らかに500〜700 nmに広がり、Ag ₃間に相互作用があることを示しています。 PO ₄ およびTiO ₂ TiO ₂の複合システムで400 400 / Ag ₃ PO ₄ 、およびメカニズムはさらに研究する必要があります。 Ag ₃の帯域幅 PO ₄ 、TiO ₂ 400、およびTiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 触媒はKubelka-Munkの式[17]で計算されます：

$$ A \ mathrm {hv} =c {\ left（\ mathrm {hv}-\ mathrm {Eg} \ right）} ^ n $$

ここで A 、hv、 c 、およびEgは、それぞれ吸収係数、入射光子エネルギー、吸収定数、およびバンドギャップエネルギーです。 n の値直接半導体の場合は1/2、間接半導体の場合は2です。アナターゼ型TiO ₂ およびAg ₃ PO ₄ は間接半導体なので、 n 2を取ります。

（αを描いたプロット hv）^1/2 図4bの対入射光子エネルギー（hv）は、Ag ₃のバンドギャップエネルギー図（Eg）を示しています。 PO ₄ 、TiO ₂ 400、およびTiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 触媒はそれぞれ2.45eV、3.1 eV、2.75eVです。これはさらに、TiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ は、適切なバンドギャップ幅と可視光捕捉能力を備えた優れた可視光光触媒です。

TiO ₂によるRhBの光触媒分解 400、Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ 300 / Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 、およびTiO ₂ 500 / Ag ₃ PO ₄ 図5aで調査した。結果は、純粋なTiO ₂ 400は最悪の光触媒効果を示し、光触媒分解率は25分以内にわずか30％でした。純粋なAg ₃の光触媒分解効率 PO ₄ 25分の照射後は69％でした。 TiO ₂の光触媒分解速度 300 / Ag ₃ PO ₄ 25分後に40％に達しました。 TiO ₂の光触媒分解速度 500 / Ag ₃ PO ₄ 25分の照射後は80％でした。最高の光触媒活性はTiO ₂でした 400 / Ag ₃ PO ₄ 、およびRhBの100％は、25分の照明後に分解されました。

図5bは、RhBの光触媒分解の速度論モデルを研究したものです。この図から、RhBの光分解は、疑似一次反応速度と反応速度定数（ k ）に従って行われました。）は、フィッティング曲線の傾きを使用して計算されました。反応速度定数（ k ）各サンプルの値を表1に示しました。TiO₂の反応速度定数 400、Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ 300 / Ag ₃ PO ₄ 、TiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 、およびTiO ₂ 500 / Ag ₃ PO ₄ 0.00345 min ^-1 でした、0.01148 min ^-1 、0.00525 min ^-1 、0.02286 min ^-1 、および0.01513 min ^-1 、それぞれ。サンプルTiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ 最大の反応速度定数は0.02286min ^-1 です。、Ag ₃の2倍 PO ₄ TiO ₂の最小値の6.6倍 400.これは、Ag ₃の組み合わせを示しています。 PO ₄ およびTiO ₂ Ag ₃の改善に大きく貢献できます PO ₄ 光触媒活性。

<図>

図5cは、TiO ₂のリサイクルによるRhB溶液の4回の分解の安定性試験結果です。 400 / Ag ₃ PO ₄ 。 TiO ₂の劣化効果 400 / Ag ₃ PO ₄ は4回のリサイクルで良好な安定性を示し、4回目のサイクル実験ではTiO ₂の分解効果を示します。 400 / Ag ₃ PO ₄ 3サイクル目より若干高かった。これは、Ag ₃間の複合材料の形成が原因である可能性があります。 PO ₄ およびTiO ₂ 光生成された電子正孔対の移動とAg ₃での少量のAgのその場形成を加速する PO ₄ それ以上の光腐食を抑制するための光触媒作用中。

TiO ₂の結果 / Ag ₃ PO ₄ 捕獲係数を図5dに示します。トラップ剤IPAの添加後、分解活性は部分的に減少しました。 BQとTEOAを加えると、RhBの劣化度は0に近くても大幅に低下しました。したがって、主な要因はホール（h ⁺ ）であると推測できます。）およびスーパーオキシドアニオン（O・− 2）、ヒドロキシルラジカル（・OH）は部分的に分解します。

可能なZスキーム光触媒分解メカニズムがスキーム1で提案され、TiO ₂によるRhBの光触媒分解を詳しく説明しました。 / Ag ₃ PO ₄ フリーラジカル捕獲と光分解実験に基づいています。 Ag ₃のバンドギャップ PO ₄ は2.45eVであり、その E _CB および E _VB 電位はそれぞれ約0.45eVと2.9eV（対NHE）です[18]。スキーム1に示すように、可視光照射下では、Ag ₃ PO ₄ は、バンドギャップよりも大きなエネルギーを持つ光子によって刺激され、光生成された電子正孔対を生成します。 Ag ₃の価電子帯に残った穴 PO ₄ TiO ₂の価電子帯に移動しましたその後、TiO ₂の表面に吸着したRhBの酸化および分解プロセスに直接関与しました。。同時に、光生成された正孔の移動中に、H ₂ OとOH ⁻ 複合材料の表面に吸着したものも酸化して・OHを形成し、高酸化性の・OHは汚染物質をさらに酸化して分解する可能性があります。これは主に、Ag ₃の価電子帯の正孔のエネルギーによるものです。 PO ₄ これは2.9eVであり、OH ^- の反応ポテンシャルエネルギーよりも高くなっています。 / OH（E（OH ⁻ / OH）=1.99 eV（vs。NHE））。ただし、Ag ₃の伝導ポテンシャル PO ₄ は0.45eV、光生成電子のエネルギーは0.45 eV、単一電子酸素の活性化エネルギーはE（O ₂ / O・− 2）=0.13 eV（対NHE）。 Ag ₃上の光生成電子 PO ₄ 伝導帯は溶存酸素では捕捉できません。 Ag ₃に光生成された電子が蓄積する PO ₄ 導電性バンド、Ag ₃の光触媒腐食により、少量のAgナノ粒子が形成されています。 PO ₄ 光触媒。形成されたAgナノ粒子は、光エネルギーによって刺激されて、光生成された電子正孔対を形成することもできます。次に、電子はTiO ₂の伝導帯に移動しました。、Agナノ粒子に残された正孔は、Ag ₃の伝導帯で生成された光生成電子と複合することができます。 PO ₄ 、したがって、Ag ₃のさらなる腐食を防ぎます PO ₄ 光触媒。 TiO ₂の禁止されたバンドのためは3.1eVであり、可視光と E の下では励起できません。 _CB および E _VB 約です。 − 0.24eVおよび2.86eV（対NHE）、それぞれ。 TiO ₂に注入された電子伝導帯は、TiO ₂に吸着された酸素をトラップすることにより、汚染物質を分解する可能性があります。水面。これは主に E によるものです _CB =− 0.24 eV（vs。NHE）これはE（O ₂ / O・-2）=0.13 eV（対NHE）。結果は、トラッピング実験と一致しています。主な要因は穴です（h ⁺ ）およびスーパーオキシドアニオン（O・-2）、ヒドロキシルラジカル（・OH）は部分的に分解します。

上記の議論に基づいて、TiO ₂の分解反応 / Ag ₃ PO ₄ 化学反応式で次のように表されます。

光電子正孔対の生成：

$$ {\ mathrm {Ag}} _3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _ 4 + \ mathrm {hv} \ to {\ mathrm {Ag}} _3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _4 \ left（{\ mathrm {e}} ^ {-} \ right）+ {\ mathrm {Ag}} _ 3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _ 4 \ left（{\ mathrm {h}} ^ {+} \ right）$$$$ {\ mathrm {Ag}} ^ {+} + {\ mathrm {Ag}} _ 3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _ 4 \ left（{\ mathrm {e}} ^ {-} \ right）\ to \ mathrm {Ag} + {\ mathrm {Ag}} _3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _ 4 $$$$ \ mathrm {Ag} + \ mathrm {hv} \ to \ mathrm {Ag} \ left（{\ mathrm {e}} ^ {-} \ right）+ \ mathrm {Ag} \ left（{\ mathrm {h}} ^ {+} \右）$$

光生成された正孔電子対の移動と変換：

$$ {\ mathrm {Ag}} _ 3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _ 4 \ left（{\ mathrm {h}} ^ {+} \ right）+ \ mathrm {Ti} {\ mathrm { O}} _ 2 \ to \ mathrm {Ti} {\ mathrm {O}} _ 2 \ left（{\ mathrm {h}} ^ {+} \ right）+ {\ mathrm {Ag}} _3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _ 4 $$$$ {\ mathrm {Ag}} _ 3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _ 4 \ left（{\ mathrm {e}} ^ {-} \ right） + \ mathrm {Ag} \ left（{\ mathrm {h}} ^ {+} \ right）\ to \ mathrm {Ag} + {\ mathrm {Ag}} _3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O} } _4 $$$$ \ mathrm {Ag} \ left（{\ mathrm {e}} ^ {-} \ right）+ \ mathrm {Ti} {\ mathrm {O}} _ 2 \ to \ mathrm {Ti} { \ mathrm {O}} _ 2 \ left（{\ mathrm {e}} ^ {-} \ right）+ \ mathrm {Ag} $$$$ \ mathrm {Ti} {\ mathrm {O}} _ 2 \ left（ {\ mathrm {e}} ^ {-} \ right）+ {\ mathrm {O}} _ 2 \ to {\ mathrm {O}} _ 2 ^ {\ cdotp-} + \ mathrm {Ti} {\ mathrm {O }} _ 2 $$$$ {\ mathrm {Ag}} _3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _ 4 \ left（{\ mathrm {h}} ^ {+} \ right）+0 {\ mathrm {H}} ^ {-} \ to \ mathrm {OH} \ cdotp + {\ mathrm {Ag}} _3 \ mathrm {P} {\ mathrm {O}} _ 4 $$

汚染物質の分解：

$$ \ mathrm {Ti} {\ mathrm {O}} _ 2 \ left（{\ mathrm {h}} ^ {+} \ right）+ \ mathrm {RhB} \ to \ mathrm {Degradation} \ \ mathrm {product } + {\ mathrm {CO}} _ 2 + {\ mathrm {H}} _ 2 \ \ mathrm {O} $$$$ {\ mathrm {O}} _ 2 ^ {\ cdotp-} + \ mathrm {RhB} \ to \ mathrm {Degradation} \ \ mathrm {product} + {\ mathrm {CO}} _ 2 + {\ mathrm {H}} _ 2 \ \ mathrm {O} $$$$ \ mathrm {OH} \ cdotp + \ mathrm {RhB } \ to \ mathrm {Degradation} \ \ mathrm {product} + {\ mathrm {CO}} _ 2 + {\ mathrm {H}} _ 2 \ \ mathrm {O} + {\ mathrm {Cl}} ^ {-} $ $

結論

要約すると、複合Ag ₃の包括的な調査 PO ₄ / TiO ₂ 簡単な2段階の方法で調製された光触媒を紹介します。 X線回折（XRD）、走査型電子顕微鏡（SEM）、透過型電子顕微鏡（TEM）、高分解能透過型電子顕微鏡（HR-TEM）、エネルギー分散型X線分光（EDX）、Xなどの補完的な特性評価ツールこの研究では、光線光電子分光法（XPS）とUV-vis拡散反射型分光法（DRS）を利用しました。結果は、複合Ag ₃ PO ₄ / TiO ₂ 光触媒は結晶性が高く、形態も良好です。 Ag ₃の場合 PO ₄ / TiO ₂ RhB、TiO ₂の劣化 400 / Ag ₃ PO ₄ 最高の光触媒活性を示しています。 25分の反応後、光触媒分解速度はほぼ100％に達しました。 TiO ₂の反応速度定数 400 / Ag ₃ PO ₄ は0.02286min ^-1 、これはAg ₃の2倍です PO ₄ TiO ₂の最小値の6.6倍 400. TiO ₂ 400 / Ag ₃ PO ₄ また、4回のリサイクル後も良好な安定性を示します。主な活性触媒種は正孔（h ⁺ ）およびスーパーオキシドアニオン（O・-2）、ヒドロキシルラジカル（・OH）はトラップ実験から部分的に分解します。さらに、Ag ₃のZスキーム反応メカニズム PO ₄ / TiO ₂ RhB分解メカニズムを説明するために不均一構造が提案されています。 Ag ₃での光生成電子の蓄積 PO ₄ 導電性バンドはAg ₃のフォトエッチングを引き起こします PO ₄ 光触媒が少量のAgナノ粒子を形成し、その結果、Ag ₃での光生成電子移動を加速します。 PO ₄ 伝導帯、したがってそれ以上のAg ₃ PO ₄ 光触媒の腐食。