一种新型光催化剂，BICU2PO6，用于高效可见光驱动的氧气进化

于Yang, manuscript米urakami.,明子,Y。Nosaka和Yoshio N大阪

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Azojomo（ISSN 1833-122X）第4卷2008年1月

主题

摘要

关键字

介绍

实验程序

结果和讨论

结论

确认

参考文献

详细联系方式

摘要

第一次，BiCu₂阿宝₆是报道作为一个在可见光照射下具有用于氧气进化的活性的金属磷酸盐（λ> 420海里)。Bismuth-copper磷酸通过传统的固态反应制备在由于带隙过渡引起的可见光区域中的强吸收带，并且估计带间隙能量是从发出的2.5eV的吸收。的活动BiCu₂PO₆对含银水溶液进行析氧⁺下可见光辐照．

关键字

光催化,磷酸盐，可见光照射，氧的演化

介绍

光催化水分解这是近年来吸引人的反应吗为光子能量转换。这些研究主要集中在可见光响应材料的研究上欧洲杯足球竞彩的太阳能。迄今为止，已经生产了相当大的可见光响应光催化剂，包括金属（氧）氮化物[1-5]，金属（氧）硫化物[6-7]，金属硫化物固体溶液[8-9]，和RuO₂)下载α通用电气_3.N₄[10]。其中，基于Ti[11-12]、Nb[13-14]欧洲杯足球竞彩、Ta[15-17]、Ga[18]、In[19-20]和Sn[21]的金属氧化物材料作为可见光照射下的高效光催化剂得到了广泛的研究。这些金属氧化物光催化剂的特点是由过渡金属阳离子组成⁰电子配置(Ti^4＋,注^5＋和助教^5＋）或d的典型金属阳离子¹⁰电子配置(在^３＋，Ga^３＋和Sn^4＋)．在这些化合物中，价带主要由O-2p轨道组成，而导带则由空的d或sp轨道杂化而形成。导带的色散导致了光激发电子的迁移率，这被认为是光催化行为高的主要原因。因此，对可见光驱动的光催化材料的能量结构进行控制是不可缺少的。欧洲杯足球竞彩

另一方面，BiVO₄是O₂从AgNO水溶液演化而来_3.由于具有Bi-6s和O-2p的混合价带，使其具有较高的光催化O的活性₂进化[22-23]。另外，bismuth-copper钒酸盐,BiCu₂VO₆与BiVO相比，其活性更高₄[24]。因此,根据本文设计并编写了能带调制导则bismuth-copper磷酸材料,BiCu₂PO₆，对O₂在可见光照明下的进化。

实验程序

BiCu₂PO₆w作为由一个高温固体反应。在BiCu的合成中₂PO₆粉,氧化铋（NacalaiTesque公司．，99.9%的纯),铜氧化物(NacalaiTesque公司．）和氢磷酸二铵（关东大化学有限公司，公司，99.9%纯)在一个1：4:2摩尔比，在玛瑙砂浆中研磨并加热573 K等于5h, 773 K12小时，然后1023 K12 h。一个黑暗获得绿色粉末。它的成形的BiCu₂PO₆基于X射线衍射确认(XRD)峰型［25］．制备的材料的XRD谱图表明了这一点BiCu₂PO₆在单晶相中，属于正交系统，具有细胞参数，一个= 11.776,b= 5.173 Å，和c= 7.7903。用扫描电子显微镜(SEM)观察了粉末的形貌。

光催化O.₂进化实验是在一个由耐热玻璃制成的反应池中进行的，该反应池连接一个封闭的气体循环系统。用磁力搅拌器将光催化剂粉末(0.5 g)分散到含有0.05 M AgNO的水溶液(40 ml)中_3.，作为可见光源350w氙灯结合截止滤波器(L-42， λ> 420 nm)。O的量₂气相色谱仪(Shimadzu, GC)测定8、TCD、Ar载体)直接与闭式气体循环系统相连。

结果和讨论

弥漫式反射光谱的制备BiCu₂PO₆采用紫外-可见-近红外光谱仪(日本岛津公司通过Kubelka-Munk方法将其从反射率转换为吸光度。BiCu₂PO₆有两个强大的和广泛的吸收峰值在200-480 nm和500-1000 nm处，如图1所示。在约200 ~ 480 nm处有较强的吸收没有陡峭的吸收边，它延伸到510 nm左右，对应于2.5 eV的带隙能量。价值乐队BiCu₂PO₆由Bi-6s轨道和O-2p轨道组成，O-2p价带能级的升高导致能带隙减小。图中为BiVO的漫反射光谱₄，在250 ~ 550 nm范围内具有强而广泛的吸收。它与准备好的光谱不同BiCu₂PO₆．其原因可能是铋和铜混合在一起，磷酸盐的电子态与钒酸盐的不同。

图1．制备的BiCu的漫反射紫外-可见吸收光谱₂阿宝₆粉。插图:BiVO的漫反射UV-Vis吸收光谱₄．

的形态BiCu₂PO₆通过SEM观察对粉末进行评价(图2)BiCu₂PO₆表明存在不规则粒子，估计粒子的最大尺寸为欧洲杯猜球平台ca。10μm。Th粉末形状的不规则性是由于高温固体反应合成方法本身的缺陷造成的。

图2．如准备的BICU的SEM图像₂阿宝₆粉。

辐照前，将悬浮液在黑暗中搅拌60 min，使其分散良好，并在催化剂表面与水分子之间建立吸附-脱附平衡。图3比较了BiVO水悬浮液光催化析氧的结果₄(Afla蛇丘,99.9%的纯)，与BiCu相同₂阿宝₆在Ag的面前⁺离子作为牺牲清除剂作为照射时间的函数。初始比赛率₄为2.5μmol/h，而BiCu₂阿宝₆仅为0.8 μmol/h。这一结果表明BiCu₂阿宝₆显示出比BiVO更少的活动性₄光催化O₂在可见光照射下的演化。

图3．O₂从AgNO_3.制备的BiCu的水悬浮液₂阿宝₆和商业BiVO₄作为照射时间的函数

BiCu活性较低₂阿宝₆比BiVO₄可能是由于传导带组成的不同。众所周知，BiVO的帷幔带₄由与O-2P混合的Bi-6s轨道组成，V-3D轨道形成导带。而对于bicu.₂阿宝₆，价带也由Bi-6s轨道和O-2p轨道混合组成，但由Cu-3d轨道组成，而不是V-3d轨道。不同的导带组成导致BiCu的带隙变宽₂阿宝₆(2.5 eV)比BiVO宽₄(2.4 eV)_，UV-vis漫反射光谱为BiCu₂阿宝₆在可见光区不具有BiVO₄．因此,尽管BiCu₂阿宝₆在可见光区和窄带隙能量上也有较强的吸收，其活度小于BiVO_4.

结论

综上所述，我们观察到O₂来自BICU的演变₂阿宝₆在可见光照射下，虽然活性不显著高。这一结果表明，一系列新的化合物，即金属铋-磷酸盐，应该具有可见光响应电势。这一工作也为开发可见光催化水分解的新型光催化剂提供了有益的见解。

确认

这项研究得到了21世纪卓越中心计划的支持来自日本文部科学省(MEXT)欧洲杯线上买球一个高冈理工大学的一个CREST项目。

参考文献

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22.JCPDS卡编号82-1312。

详细联系方式

于Yang, manuscript米urakami.,明子,Y。Nosaka和Yoshio N大阪

长冈工业大学
化学系
新泻市长冈市上富冈市940-2188
日本

电子邮件:(电子邮件保护)

这篇论文将也发表在《技术进步》欧洲杯足球竞彩材料与材料加工学报，9［2) (2007）115 - 118”。