ChemistrySelect：Ag-PTNFs的制備及其在模擬太陽光下的光催化活性研究

DOI:10.1002/slct.202003287

在本研究中，通過一步靜電紡絲法和隨后的Ag納米粒子（NPs）修飾合成了平均直徑約為195nm的磷摻雜二氧化鈦納米纖維（TNF）。在模擬太陽光下，2％P摻雜TNFs（Ag-PTNFs）上尺寸約為8nm的AgNPs對Cr（VI）的還原表現出優異的光催化活性，在pH=3的條件下，90分鐘內Cr（III）的轉化率約為100％，偽一級速率常數為0.085min-1，比TNFs高96.5％。Ag-PTNFs還表現出良好的亞甲基藍光降解性能，其偽一級速率常數為0.052min-1，比TNFs高82.7％。Ag-PTNFs增強的光催化性能可歸因于帶隙的減少，電荷分離的增加和重組率的降低。本文提出了一種基于銀和磷摻雜協同效應的光催化機理，凸顯了該類復合材料在水修復方面的潛力。

圖1.（a）TNFs，（b）2％-PTNFs和（c）Ag-PTNFs的FE-SEM圖像以及相應的（d）XRD和（e）FTIR光譜。

圖2.（a）TNFs、PTNFs和Ag-PTNFs的XPS全掃描光譜以及（b）Ti 2p，（c）P 2p和（d）Ag 3d的相應高分辨率XPS。

圖3.Ag-PTNFs的（a，b）TEM和（c，d）HRTEM圖像。

圖4.（a）TNFs的紫外可見漫反射光譜，（b）呈現帶隙的Kulbelka-Munk變換和（c）光致發光光譜。

圖5.（a）在模擬太陽輻射下所有樣品對Cr（VI）的光還原性能；（b）Cr（VI）-DPC復合物對Ag-PTNFs的時間依賴性紫外可見吸收光譜；（c）Cr（VI）光還原的偽一級動力學和相應的（d）速率常數。

圖6.（a）MB的光氧化；（b）Ag-PTNFs對MB的紫外可見吸收光譜；（c）MB光降解的偽一級動力學；（d）TNFs、1％-PTNFs、2％-PTNFs、Ag-TNFs和Ag-PTNFs光氧化MB的速率常數。

圖7.（a）在存在和不存在自由基清除劑的情況下，Ag-PTNFs對MB的光降解效率。（b）Ag-PTNFs光降解MB三個循環期間的光催化性能。

圖8.模擬太陽輻射下Ag-PTNFs的光催化還原和氧化機理。