Ag／CuMoO4纳米线的制备及其光催化活性的研究

王文杰，甄延忠

（1.延安大学化学与化工学院，陕西延安716000；2.延安大学石油与环境工程学院，陕西延安716000）

Ag／CuMoO4纳米线的制备及其光催化活性的研究

王文杰1，甄延忠2

（1.延安大学化学与化工学院，陕西延安716000；2.延安大学石油与环境工程学院，陕西延安716000）

采用水热技术获得了CuMoO4纳米线，通过光还原技术成功将Ag负载到CuMoO4纳米线材料上。利用罗丹明B模拟水中污染物，考察了CuMoO4和Ag／CuMoO4的光催化活性。研究结果表明：Ag均匀沉积在CuMoO4表面，提高了CuMoO4的光生电子－空穴对的分离效率，从而有效提高了催化剂的活性，对罗丹明B的降解率达95％。

纳米线；Ag纳米粒子，光催化

本文利用水热技术获得了CuMoO4纳米线，采用光还原技术成功制备了将Ag负载到CuMoO4纳米线材料。利用罗丹明B模拟水中污染物，考察了CuMoO4和Ag／CuMoO4的可见光光催化活性。研究结果表明：Ag纳米粒子均匀沉积在CuMoO4的表面，提高了CuMoO4的光催化活性。

1 实验部分

1.1 主要仪器和试剂

全自动X－射线粉末衍射仪（XRD－7000型，日本岛津公司）；紫外分光光度计（UV－2550型，日本岛津公司；TM3000扫描电子显微镜（日本日立）；JEM－2100透射电镜（日本）；光化学反应仪（南京胥江机电厂XPA－2型，具氙灯控制器和汞灯控制器）；北京医用高速离心机LG10－2.4A；电子天平（FA1004N型，上海精密科学仪器有限公司）；真空干燥箱（DZE－3型，上海福玛设备有限公司）；

（NH4）6Mo7O24·4H2O（分析纯）；HNO3（含量6l％－63％，分析纯）；噻吩（分析纯）；正辛烷（分析纯）；无水乙醇（CHCH2OH，分析纯）；商品MoO3（分析纯）；商品二氧化钛（P25）；实验用水为蒸馏水。

1.2 一维α－MoO3纳米带的制备

称取一定量的钼酸铵（NH4）6Mo7O24·4H2O溶于10mL蒸馏水，磁力搅拌，待溶解完全后，加入浓度为2mol·L－1HNO310mL，搅拌使其混合均匀，将溶液转移至水热反应罐中，密封后放入烘箱，升温至180℃，保持8 h，自然冷却至室温，将生成的浅蓝色沉淀离心沉降，水洗、醇洗，所得粉末于真空干燥箱80℃干燥6 h。

1.3 催化剂的表征

样品的物相结构采用日本岛津公司XRD－7000型全自动X射线粉末衍射仪（XRD）鉴定，CuKα（Ni滤玻片滤波，λ＝0.15418 nm），管电压40kV，管电流30mA，步长0.02°，扫描范围2θ：10°～80°，扫描速度1°／min；SEM照片在日本日立TM3000电子显微镜下观察拍摄得到；TEM照片在日本电子JEM－2100型透射电镜上拍摄得到；粉体UV－Vis吸收光谱采用日本岛津公司UV－2550型紫外可见分光光度计测定，扫描范围200～800nm，标准BaSO4参比。

1.4 光催化活性

配制浓度为20mg／L的罗丹明B溶液；取4份上述溶液20mL，加入50mL的石英试管，取适量的催化剂加入其中的两支试管中，为了对比，另外2支试管不加任何催化剂，作为空白。先避光磁力搅拌30min，以建立吸附－脱附平衡及暗态反应平衡。磁力搅拌使催化剂在罗丹明B溶液中呈悬浮状态。以500W氙灯作为实验光源，50min后取样，高速离心分离出催化剂，取其上层清液在紫外分光光度仪上测其吸光度A（λmax＝553 nm）。同时以不加光催化剂的同一浓度罗丹明B原溶液作为参照。根据吸光度计算罗丹明B的光催化降解率η％。

2 结果与讨论

2.1 X射线粉末衍射（XRD）图谱

图1 样品的XRD图谱

图1是Ag负载CuMoO4的XRD图谱。由图1可以看出样品Ag／CuMoO4的特征衍射峰2θ和d值均与CuMoO4标准卡（JCPDSNo.89－0229）和单质Ag标准卡（JCPDSNo.89－3722）一致，可以确定所得样品为三斜晶系，其晶胞参数为a＝6.306Å，b＝7.978Å，c＝9.710Å，α＝103.27°，β＝103.21°，γ＝94.76°。样品的XRD图谱中没有出现杂质峰，表明所得样品纯度较高，其衍射峰比较尖锐，说明了样品的结晶度较高。

2.2 SEM电镜照片分析

图2是样品CuMoO4和Ag／CuMoO4的SEM图。由图2A可以看出，样品CuMoO4为纳米线，纳米线平直、光滑。图2B为Ag／CuMoO4复合纳米线的SEM照片，由图中看出，纳米线的形貌并没有发生明显改变，而且可以看到在纳米线CuMoO4的表面有Ag纳米粒子。样品的形貌与XRD测试结果一致，说明了样品具有较高的结晶度。

图2 样品的SEM图（A）CuMoO4；（B）Ag／CuMoO4

2.3 样品的光催化活性

罗丹明B（RhB）作为工业印染废水中的一种主要成分，对水资源污染严重，为此选择罗丹明B为探针，研究CuMoO4和Ag／CuMoO4光催化降解RhB的活性。选择500W氙灯作为可见光光源（加420nm滤光片，滤去420nm以下的光），浓度为20mg／L的RhB为污染物模型来评价所得样品的光催化活性。图3（a）为光照50min后RhB溶液的降解动态图，（b）图为不同条件下RhB溶液降解率对比图。

图3 样品的光催化活性

图3（a）可以看出，不加催化剂，罗丹明B几乎没有降解，加入CuMoO4纳米线后RhB的降解率提高，当用Ag／CuMoO4作为光催化剂，罗丹明B在50分钟几乎全部降解率。由图3（b）可知50min，Cu-MoO4的降解率仅为40％，而Ag／CuMoO4的降解率可达95％。实验现象说明了Ag负载CuMoO4纳米线后，活性大幅度增强。Ag／CuMoO4光催化活性强于纯CuMoO4的活性，是由于Ag纳米粒子负载在CuMoO4表面后，可将光生电子转移，抑制了光生空穴（h＋）和光生电子（e－）的复合，提高了光催化活性［11］。

3 结论

本文利用水热法获得了三斜晶系的CuMoO4纳米线，采用光还原技术成功制备了将Ag负载到Cu-MoO4纳米线。通过XRD、SEM研究了材料的物相组成和形貌，说明了Ag负载后并没有改变CuMoO4纳米线的形貌，负载前后形貌未发生任何改变。通过光催化降解罗丹明B实验，表明了Ag纳米粒子负载的CuMoO4活性较纯的CuMoO4有较大的提高，表明了Ag纳米粒子的负载抑制了光生空穴（h＋）和光生电子（e－）的复合，提高了材料的光催化活性。

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［责任编辑 李晓霞］

Ag Nanoparticles Loaded CuM oO4Nanow ires w ith Enhanced Photocatalytic Oxidative Activities

WANGWen-jie1，ZHEN Yan-zhong2
（1.College of Chemistry and Chemistry Engineering，Yanan University，Yanan 716000，China；2.College of Petroleum and Environment Engineering，Yanan University，Yanan 716000，China）

The CuMoO4Nanowireswere prepared by a facile template－free hydrothermal process，followed by photoreduction process loaded with Ag nanoparticles on the surface of CuMoO4nanowires to produce Ag／CuMoO4nanocomposites.The as－synthesized samples were characterized by XRD and SEM.The photocatalytic activity of the Ag／Cu-MoO4was evaluated by photocatalytic oxidation degradation of RhB.The results showed that Ag loading greatly improved the photocatalytic activity of CuMoO4nanowires，due to improving efficiency of the charge and hole separation.

nanowires；Ag nanoparticle；photocatalysis

TQ174

A

1004－602X（2014）04－0078－03

10.3969／J.ISSN.1004－602X.2014.04.078

2014-10-10

陕西省教育厅专项项目（14JK1831）

王文杰（1991—），陕西子长人，延安大学化学与化工学院学生。