Page 122 - 《精细化工》2020年第7期

·1404· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

表明，CeO 2 具有有序的介孔结构，晶格条纹清晰。 能。进一步证实了 Ag/AgCl/CeO 2 催化剂中 Ag 纳米
Ag 和 AgCl 颗粒在 CeO 2 表面形成。 粒子的形成，吸收强度与 Ag 掺杂量有关，催化性
能最好的是 Ag/AgCl/CeO 2 (2)样品。
表 2 样品元素质量分数的 EDS 分析
Table 2 EDS analysis of element mass fraction 2.2 样品的催化性能分析
2.2.1 Ag/AgCl/CeO 2 (x)在不同体系中的催化性能
元素摩尔分数/%

Ag Cl Ce O 为了对比催化剂 Ag/AgCl/CeO 2 (2)在不同体系
Ag/AgCl/CeO 2(1) 20.19 17.02 22.48 40.31 的催化性能，设置了 5 组对比实验体系，即光+催化
Ag/AgCl/CeO 2(2) 28.74 20.28 19.14 31.84 剂+H 2O 2 （photo+CWPO）（a）；催化剂+H 2 O 2 （CWPO）
Ag/AgCl/CeO 2(4) 33.26 23.09 15.87 27.78
（b）；光+催化剂（c）；光+H 2O 2 （d）；CeO 2+H 2O 2 （e），
2.1.4 UV-Vis 漫反射光谱分析 结果见图 7。
图 6 为 CeO 2 和 Ag/AgCl/CeO 2 (x)的 UV-Vis DRS
光谱和禁带宽度图。其中，A 为吸光度；h 为普朗克
8
常数（6.63×10 -34 J·s）；ν 为光速（3×10 /nm）。

a—光+催化剂+H 2O 2；b—催化剂+H 2O 2；c—光+催化剂；d—光
+H 2O 2；e—CeO 2+H 2O 2
图 7 不同体系下 COD 的去除率
Fig. 7 COD removal rate under different conditions

由图 7 可见，在 120 min 的反应时间内，各体
系下 COD 的去除率关系为 a>b>e>c>d。e 体系作为
对照组证明了 Ag 和 AgCl 的负载提高了 CeO 2 的催
化性能。d 体系的 COD 去除率最小，虽然 H 2O 2 也具
有氧化性，但其氧化电位仅为 1.78 eV，而•OH 的氧化
电位为 2.8 eV。虽然 H 2O 2 在光照下也可以产生•OH，
但是由于光照的强度不足以产生足够的•OH，同时光

照也可以使 H 2O 2 分解为 H 2O 和 O 2，消耗部分 H 2O 2，
图 6 不同样品的紫外-可见漫反射光谱（a）及禁带宽度（b）
Fig. 6 UV-Vis DRS (a)and band gap (b) of different samples 因而 d 体系对有机物的降解效率最低。c 体系证明了
Ag/AgCl/CeO 2 可以有效吸收可见光，具有良好的
图 6a 显示，CeO 2 和 Ag/AgCl/CeO 2 (x)在紫外 光催化性。因此，可见光能激发 Ag/AgCl 和 CeO 2
–
+
+
光区（200 nm<λ<400 nm）均表现出较强的吸收， 产生光生电子（e ）和空穴（h ），由于空穴（h ）
而 CeO 2 在 400~450 nm 可见光区域表现出弱吸收。 具有很强的氧化性，可以氧化催化剂周围的 H 2 O，
–
Ag/AgCl/CeO 2 (x)在 400~700 nm 可见区有较强的吸 进而生成•OH。还可以氧化 AgCl 中的 Cl 产生具有
0
收。这是由于 Ag 纳米粒子表现出有效的表面等离 氧化作用的活性物种 Cl ，甚至可以直接参与到有机
子体共振，可以显著提高光催化剂在可见光区域的 污染物的催化降解反应中。 b 体系表 明
吸收率 [17-18] 。由图 6b 可以看出，CeO 2 的禁带宽度 Ag/AgCl/CeO 2 还是有效的 CWPO 的催化剂，CeO 2 /
4+
3+
为 3.1 eV，而 Ag/AgCl/CeO 2 (2)的禁带宽度降低为 H 2 O 2 中的 Ce /Ce 可以循环促进 H 2 O 2 分解出•OH
–
2.9 eV，使波长较长、能量较小的光子能够激发，吸 和•O 2 。贵金属 Ag 负载于 CeO 2 表面有助于增加 CeO 2
收光谱红移，提高了光子的利用率，进而提高催化效 晶格氧缺陷，从而提高其催化性能。a 体系证明了
率。过量的 Ag 包裹 CeO 2 颗粒表面，使光生电子和 photo-CWPO 体系中，多种活性物种相互协同作用，
空穴从内部扩散到表面的距离增加，复合几率增加， Ag/AgCl/CeO 2 表现了更高的催化活性，在较短的反应
而光生电子和空穴的重新复合将降低材料的催化性 时间（60 min）COD 达到了 90%的去除率。