Page 88 - 《精细化工》2023年第2期

·310· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

由图 6 可见，在整个 p/p 0 范围内 Cu 2 S 属于Ⅳ型 对可见光进行多次反射，进而提高了可见光的利用
等温线，为 H3 型滞后环，这是缝状介孔结构的特 率 [37] 。同时，缺陷型 UiO-66 也具有良好的光吸收
征。50% Cu 2 S/缺陷型 UiO-66 为Ⅰ型和Ⅳ型等温线 能力，吸收带边缘在 456 nm 处。此外，50% Cu 2 S/
共存的形式，随着 p/p 0 的升高，N 2 吸附量迅速增加， 缺陷型 UiO-66 复合光催化剂在 200~800 nm 范围内
这种现象主要是孔吸附增加引起的 [25,36] 。样品的孔 保持了稳定的吸光能力，并且具有非常宽的吸光波
结构数据列于表 1 中。Cu 2 S 的比表面积仅为 2.8 长范围，其可见光强度的增加更有利于光催化过程
2
m /g，而 50% Cu 2 S/缺陷型 UiO-66 的比表面积为 18.9 的进行。根据 Kubelta-Munk 法来计算样品的禁带宽
2
m /g，约是 Cu 2 S 的 6.8 倍。这是由于缺陷型 UiO-66 度 [38] ，结果如图 7b 所示。Cu 2 S、缺陷型 UiO-66 和
在 Cu 2 S 的表面负载所致，更大的比表面积将使得催 50% Cu 2 S/缺陷型 UiO-66 的禁带宽度分别为 1.87、
化剂能够提供更多的光催化反应活性位点，有助于 2.69 和 2.04 eV。缺陷型 UiO-66 和 Cu 2 S 的加入缩短
提高光催化性能。 了 50% Cu 2 S/缺陷型 UiO-66 的禁带宽度，提高了复
合光催化剂的可见光吸收效率，使得光生电子-空穴
表 1 Cu 2 S 和 50% Cu 2 S/缺陷型 UiO-66 的孔道结构参数 对的产生速率加快，进而增加了复合光催化剂的催
Table 1 Channel structure parameters of Cu 2 S and 50%
Cu 2 S/defective UiO-66 化活性。
2.3 光生载流子分离效率分析
比表面积/ 总孔容/ 平均
样品 2 3 2.3.1 光致发光光谱（PL）分析
(m /g) (cm /g) 孔径/nm
Cu 2S 2.8 0.02 5.4 用 PL 光谱研究了样品的光生电子-空穴复合速
50% Cu 2S/缺陷型 UiO-66 18.9 0.05 9.9 率，比较了 Cu 2 S、缺陷型 UiO-66 和 50% Cu 2 S/缺陷
型 UiO-66 复合光催化剂的荧光光谱，结果见图 8。
2.2 光吸收性能分析 通常光催化剂在某一激发波长的荧光强度与其荧光
光吸收特性是影响催化剂光催化性能的关键因 猝灭率有关，而光催化剂的光生电子-空穴的复合效
素之一，通过 UV-Vis DRS 分别测试了 Cu 2 S、缺陷 率直接影响荧光猝灭率的高低。当光催化剂的光生
型 UiO-66 和 50% Cu 2 S/缺陷型 UiO-66 的光吸收能 电子-空穴对的复合效率高时，该波长下荧光猝灭率
力和带隙谱图，结果见图 7。 下降，荧光强度变强 [39] 。

图 8 Cu 2 S、缺陷型 UiO-66 和 50% Cu 2 S/缺陷型 UiO-66
复合光催化剂的 PL 谱图
Fig. 8 PL spectra of Cu 2 S, defective UiO-66 and 50%
Cu 2 S/defective UiO-66 composite photocatalyst

如图 8 所示，激发波长为 386 nm 时，Cu 2 S、缺陷
型 UiO-66 和 50% Cu 2S/缺陷型 UiO-66 在 380~600 nm
内的发射峰位置出现红移，这说明光催化剂的荧光
特性对其激发波长具有一定的依赖性，产生这种现

图 7 不同催化剂的 UV-Vis 吸收谱图（a）及带隙谱图（b） 象的原因与掺杂了具有较优吸光能力和导电性的
Fig. 7 UV-Vis absorbance spectra (a) and band gap energy Cu 2S 有关。与 Cu 2S 和缺陷型 UiO-66 相比，50% Cu 2S/
spectra (b) of different catalysts
缺陷型 UiO-66 的荧光强度最低，这说明 Cu 2 S 优越
由图 7a 可知，Cu 2 S 具有较优的吸光能力，这 的导电性促进了电子的迁移，从而促进了光生电子-
与其自身结构特性相关，由于 Cu 2 S 雪花状结构可以 空穴对的有效分离，并且 Cu 2 S 和缺陷型 UiO-66 之