Page 78 - 《精细化工》2021年第3期

·498· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

箱内烘干。回收后催化剂进行循环实验，实验条件
同上，连续使用 3 次，记录每次实验的降解率，考
察 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 催化剂稳定性。
1.4 自由基捕获实验
在上述光催化体系中〔准确称取 20 mg 光催化
剂放入光催化石英试管中，加入 40 mL BPA 水溶液
（10 mg/L）〕，分别加入 2 mmol/L 的自由基捕获剂
–
对苯醌〔捕获超氧自由基（•O 2）〕、乙二胺四乙酸二
+
钠（EDTA-2Na）〔捕获空穴（h ）〕和异丙醇〔捕获

羟基自由基（•OH）〕，考察 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 复合材料 图 1 不同样品的 XRD 谱图
对 BPA 的降解性能。 Fig. 1 XRD patterns of different samples
1.5 结构表征与性能测试
采用原位 X 射线衍射仪分析样品的晶相结构， 图 2 为活性炭、Ag 3 PO 4 、WO 3 和 WO 3 /C/Ag 3 PO 4
Cu 靶，加速电压 40 kV，扫描范围：10°~80°。 （1∶0.3∶3）复合材料的 FTIR 谱图。对于纯活性
‒1
采用高分辨率扫描电子显微镜观测样品形貌， 炭，3428 cm 处为—OH 的伸缩振动吸收峰；1134
‒1
加速电压 20 kV。 cm 处可能为 P==OOH 或 C—O—C 基团中 P==O 或
‒1
采用 300 kV 场发射透射电子显微镜对样品的 C—O 的伸缩振动吸收峰 [21] ；1546 cm 处是 C==O
‒1
显微结构进行观测。 或 C==C 的伸缩振动吸收峰 [22] ；1064 cm 处是 C—
采用光电子能谱仪分析样品元素价态，使用 Al OH 的伸缩振动吸收峰 [23] 。对于纯 Ag 3 PO 4 和纯 WO 3 ，
‒1
K α 激发，能量 1486.6 eV，以碳 C 1s（284.8 eV）为 920 cm 处对应 P—O—P 的对称伸缩振动吸收峰，
‒1
标准进行结合能校正。 537 cm 处对应 O==P—O 的弯曲振动吸收峰，964
‒1
采用紫外-可见漫反射光谱仪测量样品的 UV- 和 593 cm 处分别对应 W—O 和 O—W—O 的伸缩
Vis 漫反射光谱，测量范围 200~800 nm。 振动吸收峰 [17] 。与活性炭、Ag 3 PO 4 和 WO 3 相比，
采用傅里叶变换红外光谱仪对样品进行表征， 在 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3）复合材料中未出现
‒1
–1
波数为 4000~400 cm ，扫描次数为 32 次，分辨率 1134 cm 处的 P==OOH 或 C—O—C 基团中 P==O
–1
为 4 cm 。 或 C—O 的伸缩振动吸收峰，可能是由于复合材料
采用荧光光度计分析光生电子和空穴的分离效 中 C 含量较少，而峰本身强度也比较弱；1012 和
[24]
‒1
3–
果，激发波长 395 nm。 542 cm 处的特征峰属于Ag 3 PO 4 中PO 4 的分子振动 ；
827 cm ‒1 处出现的特征峰可能是三者复合后，使
2 结果与讨论 920 cm ‒1 处 P—O 对应的特征峰强度发生减弱并红
移所致。
2.1 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 复合材料的表征

活性炭、Ag 3 PO 4 、WO 3 和 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶
0.3∶3）复合材料的 XRD 谱图如图 1 所示。在
2θ=20.9°、29.7°、33.3°、36.6°、47.8°、52.6°、55.0°、
57.2°、71.8°处分别对应 Ag 3 PO 4 (JCPDS No. 06-0505)
体立方晶相结构的(110)、(200)、(210)、(211)、(310)、
(222)、(320)、(321)和(421)晶面 [19] 。同样地，在
2θ=23.6°、24.5°、26.5°、28.8°、34.3°、41.7°、50.2°
和 55.7°处分别对应 WO 3 (JCPDS No. 71-0131)单斜
晶相的(020)、(200)、(120)、(112)、(220)、(222)、

(322) 和 (420) 晶面。纯相 中的特征峰 在 WO 3 /C/
Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3）复合材料中都能观察到，由于 图 2 不同样品的 FTIR 图
Fig. 2 FTIR spectra of different test samples
WO 3 和 Ag 3 PO 4 在复合材料中质量占比减小的关系
（与纯物质相比），特征峰强度减小。纯活性炭属无 图 3 为 WO 3 /C/Ag 3 PO 4 （1∶0.3∶3）复合材料
定形炭，有少许石墨化微晶结构 [20] ，而复合材料中 的 XPS 谱图。从图 3a 可以看出，存在 W 4f、P 2p、C
C 的含量也比较少，因此并不能在 XRD 谱图中明显 1s、Ag 3d、O 1s 峰。图 3b~f 分别为 Ag 3d、P 2p、O 1s、
观察到石墨化微晶峰。 W 4f 和 C 1s 内层电子结合能的高分辨 XPS 谱图。