Page 173 - 《精细化工》2020年第1期

第 1 期 黄凤萍，等: 复合纳米棒状 Ag 3 PO 4 /ZnO 材料的光催化性能 ·159·

质的量比的不断增加，负载在纳米 ZnO 表面的 反射光谱图。
Ag 3 PO 4 也在 不断增加。 从图 3f 的能谱来看， 从图 5 可以看到，纯的棒状 ZnO 在 200~ 400 nm
Ag 3 PO 4 /ZnO 复合材料的 EDX 谱图只出现了 Ag、P、 区间吸收很强，对可见光几乎没有吸收。纯的
O、Zn 元素，结合 SEM 图的分析可以证明，纳米 Ag 3 PO 4 的吸收边缘在 510 nm 左右。较强的吸收峰
Ag 3 PO 4 颗粒负载到了棒状 ZnO 载体上。 都属于可见光区。但是，当纳米棒状 ZnO 负载了
Ag 3 PO 4 后，吸收边缘移到 500 nm 左右，并且随着
Ag 3 PO 4 浓度的增大，吸收边缘不断地向可见光和紫
外光区移动，复合材料在可见光和紫外光区的吸收
峰越来越强。吸收光区范围变化表明，纳米棒状 ZnO
在负载了 Ag 3 PO 4 纳米粒子后，光吸收性能有了很大
提高。用水热法制备的 ZnO 可以改变其形貌，增加
其比表面积，为 Ag 3 PO 4 的负载提供更多的活性中
心，使 Ag 3 PO 4 产生的光生电子通过 ZnO 界面迅速
地转移 [29] ，有效抑制光生电子-空穴的复合，提高光
催化效果。通过 TEM 分析知道，Ag 3 PO 4 /ZnO 复合
材料具有表面异质结结构，异质结结构会通过加快
电荷迁移的速率来提高光生电子-空穴的分离效率。
另外，Ag 3 PO 4 /ZnO 复合材料在可见光范围内有一个
明显的吸收带，在可见光照下会激发生成更多的电
子和空穴，有助于提高其光催化效率 [30] 。

a—ZnO；b—AZ-1；c—AZ-2；d—AZ-3；e—AZ-4；f—EDS
图 3 样品的 SEM 和 EDS 图
Fig. 3 SEM images and EDS plot of the samples

为了更加细微地分析 Ag 3 PO 4 /ZnO 复合材料的
形貌，对样品进行了 TEM 测试，结果见图 4。

图 5 纯 Ag 3 PO 4 、ZnO 和 Ag 3 PO 4 /ZnO 复合材料紫外-可
见光漫反射光谱图
Fig. 5 UV-Vis diffuse reflection spectra of pure Ag 3 PO 4 ,
ZnO and Ag 3 PO 4 /ZnO composites

2.4 光催化性能分析
图 6 为以苯酚为光催化降解物，在可见光照下

纯 Ag 3 PO 4 、ZnO 以及 Ag 3 PO 4 ∶ZnO 复合材料的光催化
图 4 Ag 3 PO 4 /ZnO 复合材料的 TEM 图 降解图（a）和一级动力学方程拟合图（b）。从图 6a
Fig. 4 TEM images of Ag 3 PO 4 /ZnO composites
可知，几种催化剂都对苯酚有不同程度的降解。随着
由图 4a 可看出，ZnO 为纳米棒状，Ag 3 PO 4 为 物质的量比不断增加，Ag 3PO 4/ZnO 复合材料的降解率
纳米颗粒，Ag 3 PO 4 颗粒均匀地生长在 ZnO 的表面， 先升后降。100 min 后，苯酚的降解率由高到低依次
与 SEM 结果一致。 为 AZ-3(91.24%)>AZ-4(80%)>AZ-2(75%)>AZ-1(60%)>
由图 4b 可以看出，Ag 3 PO 4 与 ZnO 之间形成了 Ag 3 PO 4 (38%)>ZnO(20%)。其中，AZ-3 的光催化活
异质结结构。多篇文献已有报道，异质结可以使光 性最好，说明 n(Ag 3 PO 4 )∶n(ZnO)的最佳比例为 1∶
生电荷载体更好地分离和有效地转移 [25-28] 。 3。其他光催化活性较差，一种可能是由于 Ag 3 PO 4
2.3 可见光照射下物质的吸收性能 含量过低，导致形成的 Ag 3 PO 4 /ZnO 复合材料异质
图 5 为 Ag 3 PO 4 /ZnO 复合材料的紫外-可见光漫 结结构较少；另一种可能是由于 Ag 3 PO 4 含量过高，