孙秀玲,贾春敏,贾珊珊,付云龙
(山西师范大学 化学与材料科学学院,太原 030000)
近年来各类化工染料成为很典型的污染源,其结构复杂,水溶性好,毒性高,极易造成严重的水污染,且具有潜在的致突变性、致畸性与致癌性[1-2]。因此有效处理废水中的染料污染物势在必行。目前报道的各类治理方法主要集中在光催化降解、物理吸附和离子交换吸附等方面[3]。其中光催化降解具有很大的开发潜力。许多光催化剂已经被报道,它们被大量用于处理、分离水以及CO2的排放等问题上[4]。
对于单组分光催化剂而言,同时具有强氧化还原能力和宽的光响应范围是不容易达到的。所以设计催化性能优良的二元或多元光催化剂,利用多元半导体相互匹配的导带或价带电位所产生的协同效应,提高催化剂对可见光响应的同时,也在空间上有效隔离光生载流子,延长其寿命,提高载流子的光催化性能。如p-n异质结型催化剂、Z型光催化剂等。图1展示了p-n异质结光催化系统的基本结构[5],带隙匹配的两种半导体单组分PCI和PCII,受到激发后,在其导带和价带分别生成光生电子和空穴;光生电子从导带电位较负的PCI迁移到PCII的导带,而光生空穴则从价带电位较正的PCII迁移到PCI的价带,如此,两种单组份半导体的大部分光生载流子在空间上被隔离,其寿命被延长,从而提高其催化性能。但因为PCI的价带电位低于PCII,PCII的导带电位低于PCI,故而光生载流子的氧化还原能力在一定程度上均被降低。……