通過水熱法合成了高效的rGO-BiVO
4-ZnO光催化劑,并通過XRD、FE-SEM、HR-TEM、XPS、光致發(fā)光、FT-拉曼,F(xiàn)T-IR和漫反射光譜進(jìn)行了表征。rGO-BiVO
4-ZnO的窄峰顯示出良好的結(jié)晶性,GO在11.30°和42.43°處的強(qiáng)衍射峰與GO的層狀結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。rGO-BiVO
4-ZnO的平均晶體尺寸為35 nm。TEM圖像顯示rGO板上存在ZnO納米棒和BiVO
4的原始結(jié)構(gòu)。rGO-BiVO
4-ZnO的帶隙能量為2.35 eV。相對(duì)于合成的ZnO,rGO-BiVO
4-ZnO在524.6 nm處的PL發(fā)射減少,表明通過將BiVO
4加載到ZnO上,光子誘導(dǎo)的電子-空穴對(duì)的重組減少。三元納米復(fù)合材料rGO-BiVO
4-ZnO表現(xiàn)出最高的光分解活性,在可見光照射下,60分鐘內(nèi)環(huán)丙沙星的分解效率達(dá)到98.4%。光生空穴在環(huán)丙沙星(CIP)的光催化分解中起主要作用。rGO-BiVO
4-ZnO具有低成本、穩(wěn)定且可回收用于環(huán)丙沙星有效分解的優(yōu)點(diǎn)。在GC-MS分析的基礎(chǔ)上,提出了哌嗪環(huán)氧化的CIP分解途徑以及分解機(jī)理。光分解效率主要?dú)w因于電荷轉(zhuǎn)移和通過摻雜rGO產(chǎn)生的出色的電子空穴分離。
Figure 1. rGO-BiVO
4-ZnO納米復(fù)合材料的合成
Figure 2. ZnO(a-b)、BiVO
4(c-d)、rGO-BiVO
4-ZnO(e-f)的FE-SEM圖像和rGO-BiVO
4-ZnO(g-h)的TEM圖像
Figure 3. 制備的BiVO
4、ZnO和rGO-BiVO
4-ZnO的漫反射光譜
Figure 4. 環(huán)丙沙星溶液在不同條件下的光降解:(a)不同催化劑;(b)不同劑量的rGO-BiVO
4-ZnO;(c)不同濃度的環(huán)丙沙星;(d)存在rGO-BiVO
4,在可見光照射下,進(jìn)行光催化降解環(huán)丙沙星的循環(huán)
Figure 5. 環(huán)丙沙星=40 µM的光降解性:(a)在不同pH條件下,環(huán)丙沙星溶液的光降解;(b)在不同清除劑下,環(huán)丙沙星溶液的光降解
Figure 6. 計(jì)劃的rGO-BiVO
4-ZnO納米復(fù)合材料光催化降解環(huán)丙沙星的機(jī)理。
相關(guān)研究成果于2019年由Kalasalingam Academy of Research and Education的A. Raja課題組,發(fā)表在Separation and Purification Technology(https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.115996)上。原文:Visible active reduced graphene oxide-BiVO
4-ZnO ternary photocatalyst for efficient removal of ciprofloxacin。