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作者:李翠霞;袁博;张鑫;王安航;张幽幽;金海泽;杨志忠;
单位:兰州理工大学材料科学与工程学院,省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室;
摘要:Ag_(10)Si_4O_(13)因具备适配可见光响应的能带结构和促进光生载流子分离的内建电场而成为备受关注的新型光催化剂之一。但光催化使役过程中,Ag_(10)Si_4O_(13)中Ag~+易被光电子还原而累积Ag单质,影响光催化体系循环稳定性。氧化石墨烯(GO)能有效转移光生电子,而无定形Si O_2可抑制离子扩散浸出,有望减缓Ag_(10)Si_4O_(13)的光还原。本工作基于溶胶–凝胶体系制备不同无定形Si O_2添加量的x%Si O_2/Ag_(10)Si_4O_(13)/GO (SAG)复合材料,探究无定形Si O_2添加量对晶体结构、形貌及光电化学性能的影响机制;继而以亚甲基蓝(MB)为目标物研究无定形Si O_2添加量对暗光吸附性能、可见光下光催化活性和循环降解稳定性的影响。结果表明:无定形Si O_2的引入可大幅提升Ag_(10)Si_4O_(13)/GO基底的抗光还原能力,拓宽光响应范围、提升对MB的吸附性能;但无定形Si O_2会一定程度抑制光生载流子的迁移,加速光生电子–空穴对的复合,因此复合体系光催化降解效率随引入量Si O_2增加呈现先增后降趋势,其中1%(质量分数) Si O_2/Ag_(10)Si_4O_(13)/GO (样品SAG-1)可见光条件下下40 min降解率可达99%并展现了良好的循环稳定性,5次循环之后材料晶体结构趋于稳定,降解率仍能达到97%。
关键词:硅酸银;二氧化硅;氧化石墨烯;稳定性;光催化
基金资助:国家自然科学基金(52362011); 甘肃省科技重大专项资助项目(22ZD6GA008)