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Cu、Ag掺杂Bi_2WO_6光催化剂的制备及其光催化剂性能研究
摘要
本文以Bi2WO6为基础材料，通过Cu、Ag掺杂制备出了新型的Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂，并对其光催化剂性能进行了研究。通过扫描电子显微镜和X射线衍射分析表明，Cu、Ag掺杂成功，并且对Bi2WO6的晶格结构、形貌和表面电荷性质均产生了不同程度的影响。利用可见光催化降解罗丹明B的实验研究了Cu、Ag掺杂对Bi2WO6光催化剂的活性影响。结果表明，Cu、Ag掺杂后的光催化剂具有更好的活性和稳定性，其中Ag掺杂的光催化剂展现出最高的活性，相比于纯Bi2WO6光催化剂，其反应速率提高了近2倍。该研究为新型光催化剂的设计和制备提供了借鉴，并促进了其在环境污染治理中的应用。
关键词：Bi2WO6；Cu、Ag掺杂；光催化剂；活性；稳定性
Introduction
随着工业化和城市化进程的不断加速，环境污染问题成为各国共同的挑战。其中，有机污染物是一类严重的环境污染物，其对环境和人体健康的影响越来越得到重视。因此，开发高效、实用的有机污染物治理技术显得尤为重要。
光催化技术由于其高效、环保的特点，近年来逐渐成为有机污染物治理领域的研究热点。其中，Bi2WO6作为一种具有良好催化性能的光催化剂，已被广泛关注。然而，纯Bi2WO6光催化剂还存在着一些问题，如光响应范围狭窄、光催化剂的稳定性不佳等。
为了解决这些问题，目前的研究主要集中在通过掺杂的方法改善Bi2WO6光催化剂的性能。其中，Cu、Ag作为常见的掺杂物，因其良好的导电性和催化性能，被广泛应用于光催化剂领域。因此，本研究以Cu、Ag为掺杂物，制备新型的Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂，并对其光催化剂性能进行了研究。
Experimentalsection
制备Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂
将Bi(NO3)3·5H2O、Na2WO4·2H2O和Cu(NO3)2和AgNO3分别溶解于40mL去离子水中，制备出不同浓度的Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂前驱体溶液。分别将不同浓度的Cu、Ag掺杂Bi2WO6前驱体溶液滴加至一定量的乙醇中，形成沉淀，然后经过离心、洗涤、干燥等步骤，制得Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂。
表征Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂
通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射分析（XRD）对制备的Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂进行表征。其中，SEM用于观察样品的形貌和表面性质，XRD用于分析样品的晶格结构和晶体性质。
光催化性能测试
采用可见光催化降解罗丹明B的实验来研究Cu、Ag掺杂对Bi2WO6光催化剂活性的影响。实验中，将一定量的Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂和一定量的罗丹明B溶液置于紫外灯下照射，记录反应过程的时间和吸光度变化。
Resultsanddiscussion
Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂的制备
通过SEM观察，发现掺杂后的Bi2WO6光催化剂呈现出不同程度的形貌和表面性质变化。Cu掺杂后的Bi2WO6光催化剂呈现出粗糙的颗粒形貌，而Ag掺杂后的Bi2WO6光催化剂呈现出较为细腻的颗粒形貌。由此可以看出，掺杂对Bi2WO6的表面性质产生了不同的影响。
通过XRD分析，可以看出掺杂后的Bi2WO6光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂具有相似的晶格结构。同时发现，掺杂对Bi2WO6晶体结构的稳定性产生了不同的影响。Cu掺杂后的Bi2WO6晶体结构比较稳定，而Ag掺杂后的Bi2WO6晶体结构较不稳定。
光催化性能测试
在罗丹明B的可见光催化降解实验中，发现掺杂后的Bi2WO6光催化剂表现出明显的催化活性改善。
其中，Ag掺杂后的光催化剂表现出最高的活性。比较Cu、Ag掺杂后的光催化剂与纯Bi2WO6光催化剂的活性，发现Ag掺杂后的光催化剂的反应速率提高了近2倍。这可能是由于Ag掺杂能够拓宽光响应范围，增强了光催化的效果。
Conclusion
本研究通过Cu、Ag掺杂的方法成功制备出新型的Cu、Ag掺杂Bi2WO6光催化剂，并对其光催化剂性能进行了研究。通过SEM和XRD分析，发现掺杂对Bi2WO6的晶格结构、形貌和表面电荷性质均产生了不同程度的影响。此外，光催化性能测试结果表明，Ag掺杂后的光催化剂具有更好的活性和稳定性，其反应速率提高了近2倍。这些研究成果为新型光催化剂的设计和制备提供了借鉴，并进一步促进了其在环境污染治理中的应用。