花簇狀g-C3N4Bi2MoO6微球的制備及其光催化降解模擬染料廢水

自1989年Nature雜志報道了在光滑念珠(Candidaglabrata)細胞內(nèi)合成CdSe納米材料的生物合成方法至今，利用自然界中廉價易得、形貌多樣的生物體制備形貌復(fù)雜、結(jié)構(gòu)精細的微納米材料得到了深入而廣泛的研究。目前，應(yīng)用于微納米材料制備的微生物主要包括細菌、病毒、霉菌和酵母菌等。其中，從酵母結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、廉價易得、表面官能團豐富和環(huán)境適應(yīng)性強等特點出發(fā)，將單細胞微生物酵母引入微納米材料制備的研究逐步深入，基于酵母的微納米材料的新穎制備方法和路線不斷涌現(xiàn)，極大地豐富了生物相關(guān)微納米材料的研究內(nèi)容。各種酵母基微納米復(fù)合材料在光催化、污染物吸附、分子印跡技術(shù)、Fenton及類Fenton催化高級氧化技術(shù)、電池材料等領(lǐng)域表現(xiàn)出一定的應(yīng)用潛力，在化工、環(huán)境、材料等領(lǐng)域有著廣闊的研究前景。摘要：以酵母為生物模板，通過水熱-犧牲模板法制備了花簇狀g-C3N4/Bi2MoO6微球。利用XRD、SEM、TEM、FTIR、UV-VisDRS、光電流響應(yīng)以及氮氣吸附-脫附等手段對樣品的晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌、光吸收和比表面積等性能進行了表征，并對樣品可見光催化降解亞甲基藍（MB）模擬染料廢水的性能和機理進行了探討。結(jié)果表明，水熱-犧牲模板法可實現(xiàn)g-C3N4與Bi2MoO6在生物模板表面的成功復(fù)合，樣品分散性良好，微球直徑約為8

μm，表面呈花簇狀，比表面積達11.6007m2/g?？梢姽庀耮-C3N4負載量為10%的g-C3N4/Bi2MoO6（以Bi2MoO6的質(zhì)量計，記為10CN/BM）微球?qū)B模擬染料廢水表現(xiàn)出較高的光催化降解活性，當10CN/BM添加量為1g/L、可見光照射140min后，初始質(zhì)量濃度為15mg/L的MB廢水的降解率高達96%以上。機理分析證實，微球表面g-C3N4與Bi2MoO6形成的Z型異質(zhì)結(jié)有效降低了電子-空穴對的復(fù)合率，顯著提升了對模擬染料廢水的可見光催化性能。結(jié)論（1）以酵母為生物模板，采用水熱-犧牲模板法成功制備了花簇狀g-C3N4/Bi2MoO6微球，由花簇狀納米簇形成的微球表面粗糙，形貌比較均一，結(jié)晶度高且分散良好。（2）花簇狀g-C3N4/Bi2MoO6微球在可見光下催化降解MB模擬染料廢水中表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能。?O2–和?OH是光催化的主要活性物種。微球中g(shù)-C3N4與Bi2MoO6能帶結(jié)構(gòu)匹配而形成的Z型異質(zhì)結(jié)能有效促進光生載流子的轉(zhuǎn)移，減少電子-空穴對的復(fù)合，顯著提升了材料的光催化性能。（3）獲得了通過綠色安全的手段制備Bi2MoO6與g