不同表面活性剂存在下Ga_2O_3的水热合成及其光催化性能  

Hydro-thermal synthesis and photocatalytic reaction of Ga_2O_3 with different surfactants

作　　者：向淼淼 宋香华 贾漫珂[1,2] 方艳芬[1,2] 陆朝阳 黄应平[1,2] 

机构地区：[1]三峡地区地质灾害与生态环境湖北省协同创新中心(三峡大学),宜昌443002 [2]三峡库区生态环境教育部工程研究中心(三峡大学),宜昌443002 [3]武汉千水环境工程技术有限公司,武汉430074

出　　处：《环境工程学报》2016年第5期2361-2366,共6页Chinese Journal of Environmental Engineering

基　　金：国家自然科学基金资助项目(21377067;21407092;21577078);三峡库区生态环境教育部工程研究中心开放基金(KF2013-13);湖北省创新群体滚动项目(2015CFA021);2015年三峡大学研究生科研创新基金(2015CX129)

摘　　要：以氯代十六烷基吡啶(CPC)、聚乙二醇6000(PEG6000)和十二烷基磺酸钠(SDS)为模板剂,采用水热法合成宽禁带Ga_2O_3纳米晶(Ga_2O_3CPC、Ga_2O_3PEG6000和Ga_2O_3SDS)。利用X射线衍射法(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)、比表面积测定仪(BET)对催化剂晶相结构、形貌、比表面积以及其带隙进行了表征。其中Ga_2O_3CPC为单相α-Ga_2O_3,棒状形貌,Ga_2O_3PEG6000和Ga_2O_3SDS都为α和β相共存的多相Ga_2O_3。在紫外光(λ=254 nm)照射下,分别以罗丹明B(rhodamine B,Rh B)和水杨酸(salicylic acid,SA)为目标降解物,发现Ga_2O_3CPC活性最好,反应4 h Rh B基本降解完全,45min对SA的降解率达到94.92%。通过测定降解过程中产生的活性物种及Rh B降解过程中红外吸收光谱的变化,指出Ga_2O_3CPC对Rh B的深度氧化矿化过程是涉及·OH自由基的氧化历程。Ga2O3 photocatalytic materials with a rod-like structure were synthesized using a hydrothermal method assisted by eetylpyridinium chloride （CPC）, polyethylene glycol （PEG6000）, or sodium dodeeyl sulfate （SDS） , followed by subsequent heat treatment. The structure of the catalysts was characterized by X-ray diffrac- tion （XRD） , scanning electron microscopy （SEM） , UV-visible diffuse reflectance （UV-Vis DRS） , and specific surface-area analysis （BET）. Ga203cPciS single-phase α-Ga2O3with a rod-like structure. GazO3PEG6000and Ga2O3SDS were mixed phases of α-Ga2O3and β-Ga2O3. Under UV irradiation （A = 254 nm） the degradation of rhodamine B （RbB） was used to evaluate photoeatalytie activity. We found that Ga2QcPc was better than the other two, and caused RhB to be completely degraded within 4 h, and 94.92% salicylic acid （SA） was degraded within 45 min. To reveal the degradation mechanism of the Ga2O3cPc/RhB system, the hydroxyl radical （ ·OH） was determined using fluorescence analysis. This indicated that this system primarily involves · OH oxidation processes.

关 键 词：GA2O3 光催化氧化 水热法 表面活性剂 氧化机理 

分 类 号：X703[环境科学与工程—环境工程]