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07.11.2019 | Ausgabe 23/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 23/2019

Fabrication of novel p-Ag2O/n-PbBiO2Br heterojunction photocatalysts with enhanced photocatalytic performance under visible-light irradiation

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 23/2019
Autoren:
Zuming He, Jiangbin Su, Rui Chen, Bin Tang
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:https://​doi.​org/​10.​1007/​s10854-019-02454-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

The p-Ag2O/n-PbBiO2Br heterojunctions were prepared by the polyacrylamide gel synthesis and chemical deposition method. The as-synthesized Ag2O/PbBiO2Br photocatalysts were characterized in details by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), field-emission scanning electron microscope (FE-SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), transmission electron microscope (TEM), electron spin resonance (ESR), ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV–Vis DRS) and electrochemical workstation. Compared with the pure PbBiO2Br and Ag2O, the Ag2O/PbBiO2Br photocatalysts exhibit enhanced photocatalytic activities for the degradation of methylene blue (MB) under visible-light irradiation. In particular, the Ag2O/PbBiO2Br(1:1) composite shows the optimal photocatalytic performance. The degradation efficiency of MB reaches 99.2% in 50 min, and the best reaction rate constant reaches 5.982 × 10−2 min−1, which is 7.6 and 10.2 times higher than that of pure Ag2O and PbBiO2Br, respectively. The significantly enhanced photocatalytic performance of Ag2O/PbBiO2Br photocatalysts could be attributed to the broadened light absorption and the formation of the p–n heterojunctions between Ag2O and PbBiO2Br. Consequently the photo-generated electron–hole pairs can be separated effectively. Through the ESR technique and the radical trapping experiments, the superoxide (\(\cdot {\text{O}}_{2}^{-}\)) radicals and holes are demonstrated to play the major role in the MB degradation. Finally, based on the experimental results and analyses, the photocatalytic mechanism of the Ag2O/PbBiO2Br composites was proposed.

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