25 / 2021-10-25 16:07:37

黑磷(BP)纳米片与Ag纳米颗粒共同敏化二氧化钛纳米棒（TNR）阵列的光电及催化性能研究

黑磷纳米片,BP/Ag/TNR,光催化,协同效应

本文中，我们首先采用水热法制备得到了高度有序的TiO₂纳米棒 (TNR) 阵列，然后用光还原的方法在TNR上面沉积了银(Ag)纳米颗粒得到了Ag/TNR，最后采用浸渍自吸附的方法将黑磷(BP)纳米片成功负载在Ag/TNR上面，制备得到三元异质结BP/Ag/TNR。采用紫外-可见吸收光谱仪、荧光光谱仪、电化学工作站对样品的光学和光电化学性能进行了表征。在模拟太阳光下，以罗丹明6G作为目标污染物，分析了样品的光催化性能。主要结论如下：相对于TNR和Ag/TNR，BP/Ag/TNR的吸收边会发生红移且对可见光的吸收强度增强；光生载流子的复合效率降低，载流子寿命延长；载流子的浓度明显增加；光电流密度明显增加；对R6G的光催化降解效率可以提升到90%以上；光降解速率常数(Ka)大幅提高，可以达到0.034 min^-l。BP/Ag/TNR优异的光电性能和光催化性能主要归因于BP纳米片、Ag 纳米颗粒和TNR三者的协同效应，即:高密度的热点，更强的光吸收能力和增强的电荷转移。本研究为高性能光催化剂的设计提供了一种新途径。