Efeitos sinérgicos de nanopartículas de Ag / BiV1-xMoxO4 com atividade fotocatalítica aprimorada

Resumo

Nos últimos anos, BiVO ₄ chamou muita atenção como um novo fotocatalisador devido à sua excelente capacidade de absorver luz visível. Este trabalho relata o desenvolvimento de BiV modificado por Ag _1-x Mo _x O ₄ compósitos através de uma síntese hidrotérmica fácil com a subsequente redução fotoinduzida de Ag ⁺ em condições de pH quase neutras. Nanopartículas de Ag metálicas foram depositadas na faceta (040) do BiVO dopado com Mo ₄ pós. A estrutura cristalina e a morfologia das amostras preparadas foram estudadas por análises de XRD e SEM. Além disso, o desempenho fotocatalítico do BiVO ₄ , Ag / BiVO ₄ e BiV modificado por Ag _1-x Mo _x O ₄ foram avaliados pela degradação da rodamina B (RhB). The Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ compósito exibiu o desempenho fotocatalítico mais eficiente. O presente trabalho fornece uma visão maior sobre a aplicação do BiVO ₄ no campo da fotocatálise.

Histórico

Dada a crescente poluição ambiental e as crises de energia, o desenvolvimento de soluções eficientes e promissoras para reduzir a escassez de energia e proteger o meio ambiente é fundamental [1, 2]. Semicondutores baseados em fotocatalisadores, como Bi ₂ WO ₆ [3, 4], BiPO ₄ [5, 6], Ag ₃ PO ₄ [7, 8] e BiVO ₄ [9,10,11,12,13], têm atraído muita atenção devido às suas aplicações na degradação de poluentes orgânicos ou na produção de hidrogênio a partir da divisão da água. No entanto, a maioria dos fotocatalisadores de óxido existentes têm eficiência de resposta à luz muito baixa, principalmente porque eles respondem apenas à luz ultravioleta devido aos seus estreitos bandgaps [14,15,16]. Além disso, os elétrons fotoinduzidos podem facilmente se recombinar com buracos levando a um desempenho óptico inferior [17, 18].

Devido à sua atividade fotocatalítica visível, amplo gap de 2,42 eV, alta estabilidade e não toxicidade, vanadato de bismuto (BiVO ₄ ) é um fotocatalisador semicondutor do tipo n promissor [19,20,21]. No entanto, sua eficiência de transferência de portador resultante é relativamente pobre, levando à recombinação de elétrons fotogerados e lacunas, o que limita severamente o desempenho fotocatalítico de BiVO ₄ . Vários estudos avaliaram BiVO ₄ modificações [20, 22,23,24] e substituição ou dopagem com metal no BiVO ₄ tem se mostrado o método mais eficiente para alterar a eficiência de transporte de sua transportadora. A dopagem de elementos metálicos introduz novos defeitos ou cargas na rede cristalina [25], influenciando o movimento dos elétrons e a criação de buracos sob a irradiação de luz [26, 27]. Ajustes no status da distribuição ou mudanças nas estruturas de banda podem levar a mudanças na atividade dos semicondutores [28]. Por exemplo, Thalluri et al. [29] introduziu molibdênio hexavalente (Mo) em um pH quase neutro para substituir V, preservando a razão atômica de fBiVO ₄ , levando à formação de uma boa estrutura cristalina e considerável atividade fotocatalítica para a oxidação da água. Mo tem uma valência maior do que V e, portanto, fortalece as características do tipo n do material [30]. Além disso, a atividade fotocatalítica de BiVO ₄ é altamente dependente de suas várias facetas de cristal. Estudos recentes sobre a deposição de metais nobres, como Ag, Cu e Au, nas diferentes facetas do BiVO ₄ demonstraram boa atividade fotocatalítica [31,32,33]. Li et al. [34] produziu um Ag / BiVO ₄ compósito através da síntese hidrotérmica e fotorredução de Ag depositado nas (040) facetas do cristal de BiVO ₄ , levando a um desempenho fotoeletroquímico aprimorado, conforme indicado pela rápida separação dos pares elétron-buraco.

No presente estudo, nos baseamos na abordagem de síntese hidrotérmica fácil de Li et al. [29] para obter BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ em condições fracamente alcalinas, juntamente com a deposição de fotoredução de nanopartículas de Ag nas facetas (040) dos materiais de substrato produzidos. Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ fotocatalisadores compostos foram sintetizados com sucesso e mostraram degradação fotocatalítica aprimorada de rodamina B (RhB) sob irradiação de lâmpada de xenônio ( λ > 420 nm) em comparação com o BiVO não composto depositado com Ag ou dopado com Mo ₄ materiais. Aqui, relatamos a preparação, caracterização e atividade fotocatalítica do BiVO ₄ , Ag / BiVO ₄ , BiV _1-x Mo _x O ₄ e Ag / BiV _1-x Mo _x O ₄ compósitos.

Experimental

Síntese de BiVO ₄ e BiV _1-x Mo _x O ₄ Pós

Nitrato de bismuto pentahidratado (Bi (NO ₃ ) ₃ · 5H ₂ O, grau analítico), metavanadato de amônio (NH ₄ VO ₃ , grau analítico), carbonato de amônio e molibdato de amônio ((NH ₄ ) ₂ MoO ₄ ) foram obtidos da Sigma-Aldrich e usados como recebidos, sem qualquer purificação adicional. Todos os outros produtos químicos usados nos experimentos também eram de grau analítico, e água deionizada foi usada para a preparação das soluções. Em um processo típico, 3,7 mmol de Bi (NO ₃ ) ₃ · 5H ₂ O, 3,7 mmol de NH ₄ VO ₃ , e 12 mmol de (NH ₄ ) ₂ CO ₃ foram dissolvidos em 75 mL de 1 M HNO ₃ e agitou-se durante aproximadamente 30 min à temperatura ambiente até ser obtida uma solução límpida. O pH da mistura foi ajustado para pH 8 com NaOH (2 M). A mistura foi transferida para uma autoclave de aço inoxidável revestida com Teflon de 150 mL e aquecida por 12 h a 180 ° C sob pressão autógena em um forno. O precipitado foi filtrado e lavado três vezes com água destilada seguida de etanol e seco por 12 h a 60 ° C em um forno de secagem.

As amostras dopadas foram preparadas substituindo o peso equivalente de NH ₄ VO ₃ com diferentes quantidades de precursores de Mo. Mo foram introduzidos de modo que uma substituição atômica nominal de 0,5, 0,75 e 1% de V foi alcançada.

Preparação de Ag / BiVO ₄ e Ag / BiV _1-x Mo _x O ₄ Amostras

BiVO ₄ (0,50 g) e AgNO ₃ (0,05 g) foram adicionados a um (NH ₄ ) ₂ C ₂ O ₄ (0,8 g L ⁻¹ , 100 mL) solução aquosa em um béquer de 250 mL em um banho ultrassônico até que uma solução uniformemente dispersa foi formada. A mistura amarela resultante foi então irradiada com uma lâmpada de Xenon durante 30 min sob agitação magnética. A cor do sistema passou de um amarelo vivo para um verde acinzentado, indicando a geração de Ag metálico no sistema de reação. As amostras resultantes foram então filtradas, lavadas com água DI e secas a 60 ° C por 12 h para obter o Ag / BiVO ₄ e Ag / BiV _1-x Mo _x O ₄ compósitos.

Atividade fotocatalítica

A avaliação da atividade fotocatalítica foi realizada usando a taxa de degradação de RhB. O sistema experimental de fotodegradação foi calibrado em um comprimento de onda de corte de UV abaixo de 420 nm, e a altura de irradiação da lâmpada de xenônio foi próxima à altura do copo de 250 mL. Em um procedimento típico, o fotocatalisador conforme preparado (0,1 g) foi bem disperso em uma solução aquosa RhB (150 mL, 10 mg L ⁻¹ ) sob ultrassom em um reator de vidro equipado com um circulador de água de resfriamento para manter a temperatura do sistema de reação em temperatura ambiente. A suspensão foi agitada por 30 min no escuro para atingir o equilíbrio de adsorção-dessorção e foi então irradiada por 2 h com uma lâmpada de xenônio (300 W) sob agitação contínua. Uma alíquota de 5 mL da suspensão foi retirada a cada 30 min e centrifugada. O espectro de absorção do sobrenadante líquido obtido foi medido em referência à intensidade de absorção de RhB a 552 nm.

Técnicas de caracterização

As morfologias do BiVO puro ₄ e os compósitos decorados foram investigados por microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FESEM, S4800) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM; JEM-2100F, JEOL). A análise elementar foi realizada por espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS; VGESCA-LAB MKII) com uma fonte de raios-X não monocromática de Mg Kα. A fase cristalina das amostras foi determinada por difração de raios X (XRD; Bruker D8) com radiação Cu Kα. Plasma indutivamente acoplado (ICP) foi empregado para analisar a composição elementar das amostras. Além disso, as medições do espectro de refletância difusa de UV-vis foram realizadas usando um espectrofotômetro Shimadzu (UV-2450) para avaliar a energia do bandgap de BiVO ₄ , Ag / BiVO ₄ , BiV _1-x Mo _x O ₄ e Ag / BiV _1-x Mo _x O ₄ em uma faixa de comprimento de onda de 360–800 nm.

Resultados e discussão

A estrutura cristalográfica e a fase dos compósitos preparados foram caracterizadas por análise de DRX (Fig. 1a). Os picos de difração acentuados observados no BiVO4 conforme preparado foram atribuídos ao BiVO ₄ convencional fase uma vez que estavam de acordo com o cartão padrão (JCPDS) no. 14-0688. De acordo com a divisão do pico observada em 18,7 ° e 30,5 °, que indicam as facetas (110) e (040), o BiVO ₄ preparado o material possuía uma única estrutura de scheelita monoclínica. Um pico de difração a 38,1 ° foi observado nos fotocatalisadores relacionados ao Ag (Fig. 1a) correspondendo à (111) fase do cristal do Ag metálico (arquivo JCPDS:65-2871). Isso indica que a fotredução de Ag ⁺ de fato ocorreram, levando à deposição de nanopartículas de Ag no BiVO ₄ e BiV _1-x Mo _x O ₄ superfícies. No entanto, devido ao baixo teor relativo de Ag, os picos de DRX não foram intensos.

a Padrões de XRD de BiVO ₄ puro , Ag / BiVO ₄ , BiV _1-x Mo _x O ₄ e Ag / BiV _1-x Mo _x O ₄ . b A análise EDX correspondente de Ag /BiV_0,9925 Mo _0,0075 O ₄

Conforme mostrado na Fig. 2a, EDS confirmou a presença da espécie Ag, o que está de acordo com os resultados de XRD. Os elementos Bi (Fig. 2b), O (Fig. 2c), V (Fig. 2d), Mo (Fig. 2e) e Ag (Fig. 2f) são todos distribuídos uniformemente no Ag / BiV _{1 -x} Mo _x O ₄ compósitos, e os resultados verificam a existência de Mo e Ag. As quantidades relativas de Mo não parecem afetar a estrutura ou fase do cristal. A razão de substituição de Mo foi avaliada por ICP (Tabela 1); o conteúdo atômico prático de Mo foi calculado como sendo 0,16% em Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ . Observou-se que, embora o teor nominal de dopante introduzido com os precursores tenha sido de 0,75%, a quantidade final de Mo resultante nos materiais dopados foi sempre inferior ao esperado. Resultados semelhantes também foram encontrados em pesquisas anteriores, e é possível que perdas intrínsecas e a evaporação do dopante Mo ocorram durante os processos de síntese hidrotérmica [35, 36].

a - d A análise de mapeamento elementar correspondente de Bi, V, Ag e Mo em Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ , respectivamente

A morfologia do BiVO ₄ puro conforme preparado , Ag / BiVO ₄ e Ag / BiV _1-x Mo _x O ₄ foram investigados por SEM (Fig. 3). Pure BiVO ₄ mostrou uma morfologia de camada de fatia com vários clusters (Fig. 3a, b). Para Ag / BiVO ₄ , observou-se que o Ag metálico estava bem disperso na faceta do cristal (040) (Fig. 3c), o que está de acordo com a análise de XRD. As imagens de Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ composto em ampliação diferente foram mostrados na Fig. 3e, d. Nanopartículas de Ag metálicas de formato uniforme foram claramente observadas na superfície de Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ (Fig. 3d) provavelmente devido à alta exposição da superfície (040). Esta faceta de cristal mostrou ter uma boa mobilidade de portadores de carga [37]. Assim, a morfologia observada deve ser benéfica para o desempenho fotocatalítico do BiVO dopado sintetizado ₄ pós. O BiVO ₄ preparado , Ag / BiVO ₄ e Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ as amostras foram posteriormente observadas por TEM (Fig. 4a). Espaçamentos interplanares de 0,475 nm foram claramente observados na Fig. 4b, correspondendo à (110) faceta cristalográfica do BiVO ₄ (Cartão JCPDS No. 14-0688). A franja da rede cristalina em 0,226 nm pertencia ao plano (111) das nanopartículas de Ag metálicas no Ag / BiVO ₄ e Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ amostras (Fig. 4d, f). Com base nas análises acima, o Ag metálico foi depositado com sucesso no BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ superfície, levando a uma boa conexão entre Ag e BiVO ₄ dopado com Mo e promover a separação efetiva de elétrons e lacunas no sistema composto.

Imagens SEM. a , b Imagens de baixa e alta ampliação de BiVO puro. c , d Imagens de baixa e alta ampliação do Ag / BiVO ₄ composto. e , f Imagens de baixa e alta ampliação do Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄

Imagens TEM de a BiVO puro ₄ , c Ag / BiVO ₄ , e e Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ e b , d , e f imagens de alta ampliação de a , c , e e , respectivamente

A análise XPS das amostras preparadas confirmou a presença de Bi, V, O, Ag e Mo (Fig. 5a). As energias de ligação de Bi 4f foram 158,94 e 164,27 eV, correspondendo a Bi 4f ^7/2 e 4f ^5/2 , respectivamente, confirmando o Bi ³⁺ picos em BiVO ₄ (Fig. 5b). Um espectro típico de O 1s foi observado, conforme indicado pelo pico característico principal em 529,71 eV (Fig. 5c). The V 2p ^3/2 e 2p ^1/2 picos observados em 516,5 e 524,1 eV, respectivamente, indicaram a existência de V ⁵⁺ (Fig. 5d). O Ag 3d atinge o pico em 367,98 e 374,0 eV, correspondendo a Ag 3d ^5/2 e 3d ^3/2 (Fig. 5e), respectivamente, foram observados em ambos Ag / BiVO ₄ e Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ , confirmando a existência da espécie Ag metálica. Além disso, a razão molar das espécies de Ag metálicos representou 6,6% de todos os elementos, conforme determinado pelo XPS e de acordo com as medidas de ICP (Tabela 1). Finalmente, o Mo 3d ^5/2 e 3d ^3/2 picos localizados em 231,7 e 234,9 eV (Fig. 5f), respectivamente, confirmam a presença de Mo ⁶⁺ .

Espectros XPS do fotocatalisador conforme preparado. a O espectro XPS da pesquisa, b Bi 4f, c O 1s, d V 2p, e Ag 3d e f Picos Mo 3d relacionados ao fotocatalisador

As medições do espectro de refletância difusa de UV-vis foram feitas para avaliar o bandgap óptico e as propriedades de absorção dos fotocatalisadores, como mostrado na Fig. 5. A atividade fotocatalítica de um semicondutor é amplamente dependente do tamanho do bandgap; quanto mais estreito for o bandgap, maior será a mudança do comprimento de onda de absorção para comprimentos de onda mais longos. O bandgap do BiVO ₄ conforme preparado foi de aproximadamente 2,3 eV (Fig. 6b), o que está de acordo com a teoria de estimativa de bandgap de Kubelka-Munk [38]. Comparado com BiVO ₄ , todas as amostras dopadas com Mo mostraram bandgaps relativamente estreitos (Fig. 6b). Além disso, todos os BiVO ₄ depositados por Ag e BiV _1-x Mo _x O ₄ fotocatalisadores exibiram forte absorção na faixa de luz visível na Fig. 6a. The Ag / BiVO ₄ fotocatalisador exibiu a melhor absorção de luz. A absorbância de Ag / BiV como preparado _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ estava entre o de BiVO ₄ e Ag / BiVO ₄ , indicando que a introdução de Mo prejudicou as características fotorrespostas do Ag. Porém, vale ressaltar que, além da fotoabsorção, outras características também podem influenciar significativamente na eficiência fotocatalítica dos fotocatalisadores.

As propriedades fotofísicas dos materiais preparados. a Espectros de refletância difusa de UV-vis do BiVO ₄ , Ag / BiVO ₄ , BiV _1-x Mo _x O ₄ e Ag / BiV _1-x Mo _x O ₄ . b Avaliação de bandgap de energia dos materiais correspondentes

Espectros de fotoluminescência (PL) foram obtidos para investigar a eficiência de separação dos pares elétron-buraco fotogerados. Os espectros PL de BiVO ₄ puro , BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ , Ag / BiVO ₄ e Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ compósitos, com um comprimento de onda de excitação de 310 nm, são mostrados na Fig. 7. BiVO ₄ e BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ mostram uma banda de emissão proeminente centrada em aproximadamente 510 nm. A ordem da intensidade dos espectros PL foi BiVO ₄> BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄> Ag / BiVO ₄> Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ . Como uma intensidade de PL mais baixa indica uma maior eficiência de separação, isso levaria a uma maior atividade fotocatalítica em todo o sistema. Consequentemente, o desempenho fotocatalítico mais alto de Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ concorda com a medição de PL.

Espectros de fotoluminescência de BiVO ₄ prístino , Ag / BiVO ₄ , BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ e Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ compósitos

Os resultados da decomposição fotocatalítica, de acordo com a degradação de RhB sob luz visível ( λ > 420 nm), Ag ou Mo confirmado sozinho teve pouco efeito na atividade catalítica de BiVO ₄ sob irradiação de luz por 2 h (Fig. 8). Por outro lado, a deposição de Ag em BiVO dopado com Mo ₄ apresentaram atividade fotocatalítica efetiva, com variação do teor de Mo, apresentando diferença na atividade fotocatalítica. Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ exibiu uma degradação extremamente eficiente de RhB sob irradiação de luz visível com descoloração total após 2 h, enquanto apenas 7, 8 e 10% de degradação foi alcançada em BiVO ₄ , Ag / BiVO ₄ e BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ , respectivamente. Assim, BiVO ₄ depositado com Ag dopado com Mo ₄ foi capaz de suprimir a recombinação de carga e aumentar significativamente a eficiência do processo fotocatalítico.

Degradação fotocatalítica de RhB por BiVO ₄ , Ag / BiVO ₄ , BiV _1-x Mo _x O ₄ e Ag / BiV _1-x Mo _x O ₄ fotocatalisadores

A estabilidade e a capacidade de reutilização dos fotocatalisadores são muito importantes para sua aplicação prática. Portanto, avaliamos os ciclos repetidos de Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ na degradação fotocatalítica de RhB por 2 h sob irradiação de luz visível. No geral, 99% da solução RhB foi degradada após cinco ciclos (Fig. 9), indicando que a amostra exibiu boa estabilidade fotocatalítica.

Cinco execuções de ciclo de Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ para a fotodegradação de RhB sob irradiação de luz visível

Para avaliar ainda mais a eficiência de separação, os tempos de vida do portador de carga do BiVO ₄ puro , Ag / BiVO ₄ e Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ também foram analisados (Fig. 10). As curvas de decaimento para os fotocatalisadores preparados se ajustam bem a uma função exponencial dupla. As vidas úteis do decaimento do portador de carga de BiVO ₄ , Ag / BiVO ₄ e Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ os compósitos foram 1,2304, 1,8220 e 2,0933 ns, respectivamente. Assim, as amostras depositadas com Ag, com e sem dopagem com Mo, tiveram tempos de vida do portador de carga muito mais longos do que o BiVO ₄ puro , alcançando a separação de fototransportadores eficaz e sugerindo que um efeito sinérgico entre Ag, Mo e BiVO ₄ levou a melhorias na atividade fotocatalítica.

Curvas de decaimento de fluorescência resolvidas no tempo de nível Ns de a como preparado BiVO ₄ , b Ag / BiVO ₄ , e c Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ composto

Para explorar o mecanismo fotocatalítico subjacente, a degradação de RhB foi conduzida sob irradiação de luz visível [39], adicionando um buraco (h ⁺ ) eliminador (oxalato de amônio ((NH ₄ ) ₂ C ₂ O ₄ )), um radical superóxido (• O ²⁻ ) captador (1,4-benzoquinona, BQ) [40], ou captadores de radical hidroxila (• OH) (tert-Butanol, t-BuOH) [41]. Após a adição de BQ, nenhuma diminuição óbvia foi observada, mas uma aceleração na taxa de degradação foi detectada em comparação com a de Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ (Fig. 11). A taxa de degradação mais rápida pode ter resultado do efeito SPR do Ag metálico em Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ , o que aumentaria a eficiência de separação de elétrons e lacunas. No entanto, quando t-BuOH foi adicionado, a eficiência catalítica diminuiu de 97,5 para 78,1%, indicando a presença de • OH como espécie ativa. A atividade fotocatalítica foi drasticamente reduzida com a adição de (NH ₄ ) ₂ C ₂ O ₄ , sugerindo que os buracos atuaram como as principais espécies ativas.

Gráficos de captura de portadores fotogerados no sistema durante a fotodegradação de RhB por Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄

Para confirmar ainda mais as principais espécies ativas geradas no processo fotocatalítico, foi utilizada a ressonância de spin eletrônico (ESR). O princípio da ESR é reagir com os radicais livres usando um agente de captura de spin para gerar um aduto de radical livre relativamente estável. Um pico de intensidade foi observado sob luz visível em comparação com condições de escuridão (Fig. 12a), demonstrando a existência de • O ²⁻ . Além disso, sinais óbvios (Fig. 12b) sugeriram que • OH foi produzido no processo fotocatalítico. Em conclusão, os experimentos de armadilha radical e a análise ESR revelaram que o processo fotocatalítico foi governado pelo efeito combinado de h ⁺ , • O ²⁻ , e • Espécies ativas OH.

Espectros de ressonância paramagnética eletrônica (ESR) de Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ em a Solventes DMSO e b agua

De acordo com a discussão acima, um possível mecanismo fotocatalítico de Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ foi ilustrado na Fig. 13. O dopante Mo pode efetivamente aumentar a absorção de luz visível do BiVO ₄ fotocatalisador. Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ fotocatalisadores compostos foram irradiados sob luz visível, e os fotoelétrons na banda de valência de BiVO ₄ poderia efetivamente saltar para a banda de condução para gerar pares elétron-buraco. O Ag metálico poderia aceitar os elétrons, que então se recombinariam com os buracos fotogerados e aumentariam a transferência para a superfície dos fotocatalisadores compostos, resultando na melhoria da separação dos elétrons e buracos. Os elétrons podem reagir ao O ₂ e transformar em • O ²⁻ . As lacunas de BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ poderia reagir com o H ₂ adsorvido Moléculas O e se transformam em • OH. Enquanto isso, o h ⁺ poderia efetivamente reagir com o RhB, gerando produtos degradados.

Mecanismo esquemático de transferência de carga no Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ sistemas compostos sob irradiação de luz visível

Conclusões

Aqui, um procedimento de síntese hidrotérmica simples em condições de pH quase neutras e usando carbonato de amônio como o agente de direção de estrutura é relatado para a preparação de BiVO ₄ dopado com Mo pós. Nanopartículas de Ag metálicas foram então depositadas na faceta do cristal (040) de BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ . Assim, um sistema fotocatalítico foi construído com sucesso por meio da reação de redução. Estas condições de síntese mostraram influenciar significativamente o aumento no tamanho da faceta cristalográfica (040), conforme confirmado por análises de XRD e STEM. O XRD indicou que a divisão do pico observada em 30,5 ° é um resultado das facetas (040). Nanopartículas de Ag depositadas nas facetas (040) também podem ser vistas no STEM. Além disso, Ag / BiV _0,9925 Mo _0,0075 O ₄ mostrou um desempenho fotocatalítico altamente eficiente para degradação de RhB sob irradiação de luz visível. Este trabalho pode oferecer uma nova inspiração para a utilização racional do BiVO ₄ fotocatalisadores com alta atividade fotocatalítica e suas aplicações nas áreas de produção de energia e proteção ambiental.

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