泡沫镍网负载TiO2/WO3薄膜对乙烯的光催化降解

季邦, 赵文锋, 段洁利, 马立哲, 付兰慧, 杨洲

泡沫镍网负载TiO2/WO3薄膜对乙烯的光催化降解

季邦1,2, 赵文锋3, 段洁利4, 马立哲3, 付兰慧1, 杨洲1

(1. 华南农业大学 工程学院, 广州 510000; 2. 新加坡南洋理工大学 材料科学与工程学院, 新加坡 639798; 3. 华南农业大学 电子工程学院, 广州 510000; 4. 华南农业大学 工程基础教学与训练中心, 广州 510000)

乙烯是果蔬采摘后腐烂变质的主要因素, 如何减少或去除果蔬贮藏过程中释放的乙烯, 是果蔬保鲜领域亟待解决的问题。本工作采用溶胶-凝胶法制备了一系列金属泡沫镍网负载TiO2/WO3薄膜催化剂, 采用不同手段对样品进行表征分析, 并以此薄膜为催化剂, 考察紫外光下乙烯催化降解性能。结果表明: TiO2/WO3成功负载在泡沫镍网表面。TiO2与WO3复合后形成了异质结, 抑制了电子–空穴对的复合, 样品的禁带宽度减小, 吸光度增强, 光催化性能提升。TiO2/WO3在紫外光下展现出良好的光催化活性和光催化稳定性, 当WO3占TiO2质量百分数为6%时, 光催化活性最高, 光催化乙烯速率常数为0.0332 min–1, 是TiO2的9.48倍, 但是过量的WO3会成为电子–空穴的复合中心, 降低光催化活性。研究还对紫外光下泡沫镍网负载TiO2/WO3薄膜的光催化降解乙烯机理进行了探讨。

光催化降解; 泡沫镍网; 乙烯; WO3; TiO2

乙烯是果蔬采摘后腐烂变质的重要因素之一, 在密闭的保鲜环境中, 乙烯能增加果蔬的呼吸强度, 促使果实软化、蔬菜退绿, 缩短果蔬贮藏期[1]。我国是世界上的果蔬生产大国, 每年都有大量的果蔬产品腐烂变质, 造成巨大的浪费。据相关统计, 现阶段我国新鲜水果的腐烂损耗率已达30%, 蔬菜损耗率高达40%~50%[2]。……