可见光驱动的核壳结构Ag2S@Ag2CO3催化剂及其对污染物的降解性能

田坚; 刘珍; 魏龙福; 余长林

doi:10.13264/j.cnki.ysjskx.2017.06.005

可见光驱动的核壳结构Ag₂S@Ag₂CO₃催化剂及其对污染物的降解性能

江西理工大学冶金与化学工程学院，江西赣州 341000

基金项目:

国家自然科学基金资助项目 21607064

江西省5511科技创新人才项目 20165BCB18014

江西省自然科学基金项目 20161BAB203090

江西省主要学科学术和技术带头人项目 2017

详细信息

通讯作者:
余长林（1974-），男, 博士, 教授, 主要从事纳米催化材料和光催化研究, E-mail:yuchanglinjx@163.com

中图分类号: O643.3; TF125.24
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出版历程
- 收稿日期: 2017-05-21
- 发布日期: 2017-12-30
- 刊出日期: 2017-11-30

A visible-light-driven core-shell like Ag₂S@Ag₂CO₃ heterojunction photocatalyst with high performance in pollutants degradation

School of Metallurgy and Chemical Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China

摘要

摘要: 通过共沉淀与连续沉淀法制备了一系列复合催化剂Ag₂S-Ag₂CO₃（4 % ，8 % ，16 % ，32 % 和40 % Ag₂S）以及Ag₂CO₃@Ag₂S（32 % Ag₂S），Ag₂S@Ag₂CO₃（32 % Ag₂S）异质结光催化剂.利用了N₂物理吸附、X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）和紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、瞬态光电流响应（TPR）对所制备的催化剂进行表征.在可见光的照射下，研究Ag₂S复合量和核壳结构对Ag₂CO₃降解甲基橙、苯酚和双酚A的光催化活性与稳定性.结果表明：Ag₂S/Ag₂CO₃异质结光催化剂相比Ag₂S和Ag₂CO₃具有更高效的光催化性能.当Ag₂S的掺杂量（质量分数）为32 % 时，Ag₂S-Ag₂CO₃的光催化降解效率最高.而且Ag₂S/Ag₂CO₃异质结结构对光催化性能有很大影响.对比Ag₂S-Ag₂CO₃和Ag₂CO₃@Ag₂S，核壳结构的Ag₂CO₃@Ag₂S拥有更好的活性与稳定性.光催化性能增强的主要原因是Ag₂S/Ag₂CO₃异质结的形成而拥有优异的表面性能与独特的电子结构.同时，Ag₂S/Ag₂CO₃异质结结构可以很好地促进光生电子空穴的分离与·OH自由基的产生.更重要的是，表壳Ag₂S的低溶解性可以有效地保护核心Ag₂CO₃，使Ag₂CO₃更加稳定.
- Ag₂S /
- Ag₂CO₃ /
- 核壳结构 /
- 水污染物 /
- 光催化降解
Abstract: A series of Ag₂S-Ag₂CO₃ (4 % , 8 % , 16 % , 32 % and 40 % Ag₂S), Ag₂CO₃@Ag₂S (32 % Ag₂S) and Ag₂S@Ag₂CO₃ (32 % Ag₂S) heterojunction photocatalysts were fabricated by coprecipitation or successive precipitation reaction. The obtained catalysts were analyzed by N₂physical adsorption, powder X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR), Raman spectroscopy(Raman) and UV-VIS diffuse reflectance spectroscopy(UV-VIS DRS). Under visible light irradiation, the influences of Ag₂S content and core-shell property on photocatalytic activity and stability were evaluated in studies focused on the degradation of methyl orange (MO) dye and phenol. Results showed that excellent photocatalytic performance was obtained over Ag₂S/Ag₂CO₃ heterojunction photocatalysts with respect to Ag₂S and Ag₂CO₃. With optimal content of Ag₂S (mass fraction of 32 % ), the Ag₂S-Ag₂CO₃ showed the highest photocatalytic degradation efficiency. Moreover, the structured property of Ag₂S/Ag₂CO₃ greatly influenced the activity. Compared with Ag₂S-Ag₂CO₃ and Ag₂CO₃@Ag₂S, core-shell like Ag₂S@Ag₂CO₃ demonstrated the highest activity and stability. The main reason for the boosting of photocatalytic performance was due to the formation of Ag₂S/Ag₂CO₃ heterojunction with well contacted interface and unique electron structures. Ag₂S/Ag₂CO₃ heterojunction could significantly increase the separation efficiency of the photo-generated electrons (e^-) and holes(h⁺), and production of oOH radicals. More importantly, the low solubility of Ag₂S shell could effectively protect the core of Ag₂CO₃, which further guarantees the stability of Ag₂CO₃.
- Ag₂S /
- Ag₂CO₃ /
- core-shell /
- water pollutants /
- photocatalytic degradation

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电镀镍及其合金广泛应用于金属防护、装饰、磁记录等领域^[1-3]。目前，水溶液镀镍工艺存在镍阳极钝化、需加入添加剂进行电镀、镍镀层易产生氢脆、具有污染性的电镀废液处理困难等问题^[4-5]。由于环境问题的日趋突出，人类的环境保护意识日益增强，电镀废液导致的环境污染问题已阻碍了电镀镍行业的发展。因此，寻找一种新型绿色环保的电镀镍溶液，对于镀镍工业的可持续发展具有重要意义^[6]。

离子液体是近三十余年发展起来的一种新型溶剂，具有电化学窗口宽、导电性好、熔点低、使用温度范围大、在电沉积过程中不会产生析氢反应等优异特性，因而成为电沉积金属及合金的理想电解质^[7-10]。离子液体是完全由离子组成的在低温下呈液态的盐类。通常，离子液体的阳离子是体积较大的有机组分，而阴离子是体积较小的无机或有机离子。在使用离子液体进行电镀镍后，镀液再经蒸馏提纯还可循环利用，镀件只需要用水或乙醇清洗，操作简单。目前，研究者对离子液体电沉积镍及镍合金已经做了研究。ZHU等在含Ni(TFSA)₂的疏水性离子液体(BMPTFSA)中研究了Ni(Ⅱ)离子的电化学行为，结果表明，室温下Ni在Pt基体上的电沉积为三维瞬时成核反应，计算出Ni(Ⅱ)离子的扩散系数为9.3×10^-8 cm²/s^[11]。BERNASCONI等在氯化胆碱-尿素中在铝基体上电沉积得到耐腐蚀性良好的镍镀层^[12]。LUKACZYNSKA等研究水含量及电势对氯化胆碱-尿素中电沉积镍的影响，研究结果表明，当水含量大于4.5%(w/w)或电位负于-0.9 V时会促进电解液的分解^[13]。HE等在[BMIM]HSO₄离子液体中电沉积出致密的纳米Ni-Fe合金，XRD结果表明镀层具有面心立方结构^[14]。JESMANI等在EMIM[Br]离子液体中电沉积Ni-Mo，获得了具有良好电催化性能的Ni-Mo镀层，Ni/Mo的含量比与电流密度相关，增加电流密度可获得无定形镀层^[15]。ZHENG等研究了[BMIM][DBP]离子液体中Ni(Ⅱ)离子的电化学行为，研究结果说明Ni(Ⅱ)离子的扩散是电沉积过程中的速率控制步骤，在该离子液体中Ni(Ⅱ)离子扩散系数为5.2×10^-10 cm²/s^[16]。XU等在BMIC-GL离子液体中电沉积Ni-Mg合金，研究结果表明Ni和Mg在玻碳电极上的共电沉积受扩散控制，并且遵循三维瞬时形核规律^[17]。以上文献研究表明离子液体可作为电沉积金属镍的理想电解质。但是，目前对于Ni在离子液体中电沉积的研究通常只包含1种体系，不同离子液体对于电沉积Ni的影响还未见报道。离子液体的种类必然会影响Ni的电沉积行为，从而影响沉积层的形貌和结构。因此，为了研究离子液体的组成对电沉积Ni的影响，本文比较研究了Ni(Ⅱ)离子在1-丁基-3-甲基咪唑-丙三醇(BMIC-GL)和1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐([BMIM]DCA)这两种结构组成差异较大的离子液体中的电化学行为。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

实验使用的主要试剂：氯化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIC，99%)、氯化镍(NiCl₂，AR)、乙二醇(EG，AR)、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐([BMIM]DCA，AR)和丙三醇(GL，AR)均购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

实验使用的主要仪器和材料：真空干燥箱(DHG-9920B，苏州三清仪器有限公司)，智能磁力搅拌器(MS136，上海达姆实业有限公司)，超声波清洗器(SL3-120B，上海舍岩仪器有限公司)，电化学工作站(CHI760D，上海辰华仪器有限公司)。铂电极(Φ 1 mm)、玻碳电极(Φ 4 mm)和高纯银丝(Φ 1 mm)购自北京仪电科技有限公司。

1.2 电解液的制备

将BMIC与GL以摩尔比1:3混合，在真空干燥箱内353 K加热8 h，得到无色透明的BMIC-GL离子液体。然后将0.05 mol/L NiCl₂加入BMIC-GL溶液中，并在353 K油浴锅中搅拌完全溶解后，即得到BMIC-GL-NiCl₂电解液。将0.05 mol/L NiCl₂加入[BMIM]DCA离子液体中，在353 K条件下搅拌直至完全溶解，即得到[BMIM]DCA-NiCl₂电解液。

1.3 循环伏安曲线和电流-时间曲线测试

通过CHI760D型电化学工作站进行电化学测试。测试温度为353 K，采用三电极体系，以玻碳电极为工作电极(测试面积0.125 6 cm²)，使用高纯Ag丝(纯度为99.99%)作为参比电极(Ag丝放在装有电解液玻璃管中，然后用多孔陶瓷在玻璃管底部密封)，辅助电极采用铂柱(Φ 1 mm)。

1.4 电沉积实验

电沉积实验使用TPR3005T型直流稳压电源供电，以ZNCL-GS型智能磁力搅拌器为加热搅拌装置。采用两电极体系，电沉积分别以高纯Cu片(纯度为99.99%)和电解镍板(纯度为99.99%)作为阴极和阳极，阴极与阳极的面积比为1:2。沉积条件：温度70 ℃，恒电流10 mA，时间2 h，搅拌速度200 r/min。沉积所得镀层用乙醇清洗，吹干即可。

2 结果与讨论

2.1 循环伏安曲线分析

温度为353 K时，对Ni(Ⅱ)离子在[BMIM]DCA-NiCl₂和BMIC-GL-NiCl₂离子液体于玻碳电极上的循环伏安行为进行了表征，结果如图 1所示。从[BMIM]DCA-NiCl₂循环伏安曲线可以看出，以10 mV/s扫描速率从+0.4 V开始沿负方向扫描，在电位约为-0.55 V(vs. Ag(I)/Ag，下同)处阴极电流显著增加，在-0.62 V处出现一个还原峰a，扫至-1.4 V后沿正方向回扫，在+0.18 V处出现一个氧化峰a₁，分别对应金属镍的沉积和溶解。此外，在向正方向回扫时出现了电流滞环，表明晶体Ni的析出需要形核过电位^[18]。在BMIC-GL-NiCl₂中，电位扫至约-0.65 V处，阴极沉积电流明显增大，还原峰b出现在-0.80 V，氧化峰b₁出现在-0.08 V，分别对应于Ni的还原与溶解，与[BMIM]DCA-NiCl₂循环伏安曲线相比，Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂中的还原峰值电位负移了约0.20 V，说明Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂的还原比在[BMIM]DCA-NiCl₂中困难。在BMIC-GL-NiCl₂氯化物体系中，主要存在[Bmim]⁺、[Ni(Gl)₃]²⁺、和[NiCl₄]^2-等离子。由于[Bmim]⁺、[Ni(Gl)₃]²⁺的还原电位较负，因此电位较正的具有四面体结构的镍基阴离子[NiCl₄]^2-发生还原反应，如式(1)所示^[19]。在[BMIM]DCA离子液体中，主要存在[Bmim]⁺和DCA^-离子，加入NiCl₂后，Ni(Ⅱ)离子与DCA^-形成[Ni(DCA₄)]^-配合阴离子进行还原，反应式可见式(2)^[20]。

(1)

(2)

图 1 353 K玻碳电极上BMIC-GL-NiCl₂离子液体和[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体的循环伏安曲线

Figure 1. Cyclic voltammetry curves recorded on glassy carbon electrodes from BMIC-GL-NiCl₂ ionic liquid and [BMIM]DCA-NiCl₂ ionic liquid at 353 K

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与[BMIM]DCA-NiCl₂测得的循环伏安曲线类似，BMIC-GL-NiCl₂的循环伏安曲线沿正方向回扫时也出现电流滞环，表明在此溶液中Ni的沉积也需要形核过电位。此外，相比于BMIC-GL-NiCl₂溶液，虽然Ni(Ⅱ)离子在[BMIM]DCA-NiCl₂溶液中的起始还原电位更正，但还原峰值电流小，表明Ni(Ⅱ)离子在[BMIM]DCA-NiCl₂中更容易还原，但是速率较慢。

温度为353 K时，在BMIC-GL-NiCl₂和[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中，在玻碳电极上不同扫速的循环伏安曲线分别如图 2(a)和图 3(a)所示，图 2(b)和图 3(b)则为还原峰值电流密度与扫速平方根的关系。由图 2(a)可知，在BMIC-GL-NiCl₂离子液体中，当扫描速率从10 mV/s增加到100 mV/s时，在向负电位扫描过程中，还原峰值电流密度逐渐增大，峰值电位向更负的方向移动。这是由于增加扫速，扩散通量随之增大，导致电流密度不断增加。由图 2(a)可见，在温度为353 K的条件下，氧化峰值电位E_pc与还原峰值电位E_pa之差的绝对值∣E_pc-E_pa∣明显大于可逆过程标准值(34 mV)。这说明在BMIC-GL-NiCl₂离子液体中Ni(Ⅱ)离子的还原是一个准可逆过程^[21]。由图 3(a)也可观察到类似的规律，因此Ni(Ⅱ)离子在[BMIM]DCA-NiCl₂中的还原也可认为是准可逆过程。准可逆过程中还原峰值电流与扫速的关系与不可逆过程类似^[22]，因此Ni(Ⅱ)离子在两种离子液体中的还原峰值电流i_p与扫速的平方根v^1/2均符合如下关系式(3)^[23]：

(3)

图 2 在353 K下，不同扫速对BMIC-GL-NiCl₂离子液体循环伏安曲线的影响

Figure 2. Cyclic voltammograms of glassy carbon electrodes at various scan rates from BMIC-GL-NiCl₂ ionic liquid at 353 K

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式(3)中：i_p为峰值电流，A; n为得失电子数; F为法拉第常数; A为玻碳电极面积，A=0.125 6 cm²; C_Ni(II)为Ni(Ⅱ)离子浓度，mol/L; D为扩散系数，cm²/s; v为扫速，mV/s; α为电荷传递系数; n_α为速率限制步骤的电子转移数; R为气体常数，R=8.314 J/(mol·K); T为温度，K。其中，αn_α的值可以通过方程(4)求得。

(4)

式(4)中：E_p/2为半峰电位。

由式(3)可知，当Ni电沉积以扩散步骤为控制步骤时，阴极还原峰值电流密度j_pc与扫速的平方根v^1/2之间应该存在线性关系^[24]。由图 2(b)和图 3(b)可见，在所研究的两种离子液体中j_pc与v^1/2拟合后呈一条直线，具有良好的线性关系(R²=0.99)，因此可以推断Ni沉积过程主要是受扩散控制的准可逆过程。在实际操作过程中，铂电极与玻碳电极之间不可避免地存在溶液电阻，从而改变了玻碳电极上的有效电位，导致j_pc与v^1/2拟合的直线不经过原点。

图 3 在353 K下，不同扫速对[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体循环伏安曲线的影响

Figure 3. Cyclic voltammograms of glassy carbon electrodes at various scan rates from [BMIM]DCA-NiCl₂ ionic liquid at 353 K

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从图 2和图 3中的循环伏安曲线可获得在BMIC-GL-NiCl₂和[BMIM]DCA-NiCl₂中不同扫速下的循环伏安曲线参数，包括阴极还原峰值电位E_pc、阴极还原半峰电位E_p/2和两者之差的绝对值∣E_pc-E_p/2∣，结果分别列于表 1和表 2。将表 1和表 2的数据代入式(3)和式(4)，计算可得BMIC-GL-NiCl₂中Ni(Ⅱ)离子的扩散系数D_Ni(Ⅱ)=8.92×10^-7 cm²/s，[BMIM]DCA-NiCl₂中Ni(Ⅱ)离子的扩散系数 D_Ni(Ⅱ)=2.94× 10^-7 cm²/s。与[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体相比，Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂离子液体中的扩散系数较大，这是因为BMIC-GL-NiCl₂离子液体的黏度更小。这与Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂离子液体的还原速率比其在[BMIM]DCA-NiCl₂中快的结论一致。

表 1 BMIC-GL-NiCl₂离子液体中不同扫速下的循环伏安曲线参数

Table 1. Electrochemical parameters obtained from BMIC-GL-NiCl₂ at various scan rates

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表 2 [BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中不同扫速下的循环伏安曲线参数

Table 2. Electrochemical parameters obtained from [BMIM]DCA-NiCl₂ at various scan rates

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2.2 形核机理研究

为了研究玻碳电极上Ni在不同离子液体中沉积初期的形核和生长机理，采用计时电流法测试了BMIC-GL-NiCl₂和BMIM]DCA-NiCl₂体系中不同过电位下的电流时间暂态曲线，如图 4所示。

图 4 在353 K下，Ni(Ⅱ)离子在不同离子液体中于玻碳电极上还原的电流-时间暂态曲线

Figure 4. Current transient curves of Ni(Ⅱ) ion reduction on glassy carbon electrodes at 353 K from different ionic liquids

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由图 4可见，在BMIC-GL-NiCl₂离子液体和[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中电流-时间曲线呈典型的受扩散控制的三维异相形核与生长的特征^[25]。在极短的电位阶跃时间内，由于Ni在电结晶的初始阶段晶核数量增加和新相的生长导致电流密度迅速增加，然后达到最大值^[26]。随着晶核生长，Ni电结晶的生长中心消失，然后再生，这个过程不断交替变化进行，导致电流密度在达到最大值后逐渐减小，晶核周围形成扩散区，并向溶液中生长，然后随着时间延长，电流密度逐渐趋于一个稳定值。

通过SCHARIFKER等^[27]提出的SH模型可以判断Ni的成核类型。式(5)和式(6)分别为瞬时和连续形核的无因次(i/i_m)²-(t/t_m)关系式^[28]。将图 4所得的实验数据根据SH模型进行无因次形式处理。

(5)

(6)

根据式(5)和式(6)对图 4数据进行处理得到的(i/i_m)²-(t/t_m)曲线，并与瞬时和连续成核理论曲线进行对比，结果如图 5所示。由图 5(a)可知，实验数据与三维瞬时形核理论曲线相吻合，可以推断Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂离子液体中的成核类型为瞬时形核。由图 5(b)可知，在[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中，实验数据与理论连续形核曲线基本符合，随着t/t_m增大，曲线逐渐偏离连续形核曲线，介于连续形核曲线和瞬时形核曲线之间。以上结果表明离子液体的种类会影响金属镍的电结晶方式。

图 5 在不同离子液体中Ni(Ⅱ)电沉积的无量纲(i/i_m)²-(t/t_m)曲线

Figure 5. Nondimensional (i/i_m)²-(t/t_m) plots for the electrodeposition of Ni(Ⅱ) ions from different ionic liquids

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由图 4可见，当电流达到最大值后，所有的暂态电流均缓慢下降，最后几乎汇集到一起，说明镍的电沉积过程受扩散控制，还原过程受扩散的控制，可用Cottrell公式进行扩散系数的计算，如式(7)所示^[29]：

(7)

式(7)中：i为电流强度，A; n为电子转移数; F为法拉第常数; C₀为离子浓度，mol/cm³; A为研究电极的面积，A=0.1256 cm²; D为扩散系数，cm²/s; t为时间，s。

由式(7)可知，电子转移数目、离子浓度恒定的条件下，(nFAD^1/2C₀)/π^1/2可以视为一个常数，此时i与t^-1/2呈线性关系。利用图 4计时电流曲线中的转折部分将i对t^-1/2作图(图 6)。根据Cottrell公式，可以近似计算出Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂离子液体中的扩散系数为2.47×10^-6 cm²/s，在[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中的扩散系数为3.51×10^-7cm²/s，与式(3)计算得到的扩散系数数值接近，进一步证实Ni(Ⅱ)离子在这两种离子液体中的电化学还原过程受扩散控制。

图 6 用计时电流法测得在不同离子液体中Ni(Ⅱ)离子的i-t^-1/2图

Figure 6. Plots of i-t^-1/2 for Ni(Ⅱ) electrodeposition recorded by chronoamperometry from different ionic liquids

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2.3 阳极极化

温度为353 K，扫速为2 mV/s时，金属镍电极在BMIC-GL和[BMIM]DCA离子液体中的阳极极化曲线如图 7所示，与[BMIM]DCA离子液体相比，得知在BMIC-GL离子液体中Ni氧化为Ni(Ⅱ)离子的峰值氧化电位较负，相应的峰值电流密度增大，这说明Ni在BMIC-GL中的溶解速率较快。

图 7 在353 K下，镍电极在BMIC-GL和[BMIM]DCA中的阳极极化曲线

Figure 7. Anodic polarization curves of the Ni electrode in SBMIC-GL and [BMIM]DCA at 353 K

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2.4 电沉积镍

镀层形貌受温度、电解质成分、电流密度等工艺参数的影响。在BMIC-GL-NiCl₂和[BMIM]DCA-NiCl₂体系中电沉积受温度的影响一致，均在70 ℃条件下获得最致密均匀的沉积层，但是镍镀层形貌受电流密度的影响略有差别。为了更好地对两种体系中电沉积镍镀层的形貌进行对比，分别在两种体系中以相同条件进行了电沉积镍。选择在两种体系中均可得到镀层质量较好的沉积参数：恒电流10 mA，温度70 ℃，搅拌速率200 r/min，电沉积时间2 h。在BMIC-GL-NiCl₂离子液体中所得镍镀层的表面形貌的SEM照片如图 8(a)所示，镀层致密均匀地覆盖在基体表面，与基体结合良好，并且镀层表面非常平整。在[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中所得镍镀层的表面形貌的SEM照片如图 8(b)所示，镀层也较致密，但镀层表面有较大的凸起胞状物产生，与BMIC-GL-NiCl₂离子液体中所获得的镍镀层相比，晶粒尺寸更大。在BMIC-GL-NiCl₂和[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中所得镍镀层的EDX能谱图分别如图 9(a)和图 9(b)所示，只检测到存在Ni元素，由此确定在铜基体上获得的沉积层为金属镍层，不含其他杂质。

图 8 在不同离子液体中电沉积镍镀层的表面形貌

Figure 8. Surface morphology of nickel coating obtained by electrodeposition in different ionic liquids

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图 9 在不同离子液体中电沉积得到镍镀层的EDS能谱

Figure 9. EDS analysis of Ni deposits from different ionic liquids

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实验研究了在BMIC-GL-NiCl₂和[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中镍电沉积的电流效率和电能单耗，可分别由式(8)和式(9)计算。

(8)

式(8)中：η为阴极电流效率; m为阴极产物的实际质量，g; q为镍的电化学当量，取值1.095 g/(A·h); I为电流强度，A; t为电解分离时间，h; N为电解槽的个数，本实验中N=1。

(9)

式(9)中：W为电能单耗，kWh/t; U为电解过程的平均槽电压，V。

由式(8)和式(9)计算可得，在BMIC-GL-NiCl₂中电沉积Ni的电流效率为85.6%，电能单耗为6.41 kWh/t; 在[BMIM]DCA-NiCl₂中电沉积Ni的电流效率为82.1%，电能单耗为6.69 kWh/t。在[BMIM]DCA-NiCl₂中镍电沉积的电流效率较小，而电能单耗较大，主要是由于此体系的黏度较大，导致电极的反应需要克服更大的阻力，因此Ni(Ⅱ)离子在电极表面的沉积速率较慢，降低了电流效率，所需要的电能单耗相对较大。

3 结论

1) 循环伏安分析表明，与BMIC-GL-NiCl₂相比，Ni在[BMIM]DCA-NiCl₂电沉积的起始还原电位和还原峰值电位更正，但还原峰值电流较小，表明Ni在[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中更易沉积，但沉积速率相对较慢。

2) 在BMIC-GL-NiCl₂和[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中形成不同种类的复杂阴离子影响了金属镍的形核方式。计时电流法证明了Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂离子液体中，在玻碳电极上的电结晶按瞬时成核和受扩散影响生长的机理进行; 在[BMIM]DCA-NiCl₂离子液体中，Ni(Ⅱ)离子的沉积经历了成核与生长过程，并且遵从扩散控制下的三维连续形核模型。对比两种电镀体系可知，离子液体的种类会影响金属Ni的电化学行为，镀液组成会影响镀层的形核生长，从而影响沉积层的形貌和应用性能。

3) 与[BMIM]DCA-NiCl₂体系相比，在BMIC-GL-NiCl₂中电沉积Ni的电流效率较大，电能单耗更小。通过计算得出，Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂中扩散系数为8.92×10^-7 cm²/s，明显大于其在[BMIM]DCA-NiCl₂中的扩散系数(2.94×10^-7 cm²/s)，这也说明了Ni(Ⅱ)离子在BMIC-GL-NiCl₂中的沉积速率更快。

图 1 Ag₂S-Ag₂CO₃，Ag₂CO₃@Ag₂S和Ag₂S@Ag₂CO₃的合成路线

Fig 1. Synthesis of Ag₂S-Ag₂CO₃, Ag₂CO₃@Ag₂S and Ag₂S@Ag₂CO₃

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图 2 样品的XRD谱

Fig 2. vXRD patterns of the samples

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图 3 样品的SEM像

Fig 3. SEM images of catalyst samples

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图 4 典型样品的TEM像

Fig 4. TEM images of typical catalyst samples

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图 5 催化剂的表面性能谱图

Fig 5. Surface property spectrum of the prepared catalyst

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图 6 32 % Ag₂S-Ag₂CO₃的高分辨XPS谱

Fig 6. High resolution XPS spectra of 32 % Ag₂S-Ag₂CO₃

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图 7 样品的紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）

Fig 7. UV-vis DRS of prepared samples

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图 8 不同样品在模拟太阳光（氙灯）下产生的光电流密度

Fig 8. Produced photocurrent density under simulative solar light irradiation (Xenon lamp) for different samples

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图 9 样品在可见光下降解甲基橙的光催化活性比较

Fig 9. Photocatalytic activity comparison of samples in the degradation of MO under visible light irradiation

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图 10 催化剂降解污染物的光催化活性比较

Fig 10. Photocatalytic activity comparison of the prepared photocatalysts in the degradation of pollutants

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图 11 Ag₂S@Ag₂CO₃光催化活性增强的机理

Fig 11. Mechanism of enhanced photocatalytic performance in Ag₂S@Ag₂CO₃

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图 12 光催化机理实验

Fig 12. Photocatalytic mechanism experiment

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表 1 样品的晶粒尺寸与比表面积

Table 1 Grain size and specific surface area of all samples

样品	晶粒尺寸/nm	比表面积/(m²·g^-1)
Ag₂CO₃	108.69	0.34
Ag₂S	/	1.46
4 % Ag₂S-Ag₂CO₃	35.67	1.65
8 % Ag₂S-Ag₂CO₃	34.02	1.81
16 % Ag₂S-Ag₂CO₃	33.74	2.35
32 % Ag₂S-Ag₂CO₃	34.02	2.45
40 % Ag₂S-Ag₂CO₃	41.04	2.55
32 % Ag₂S-Ag₂CO₃	33.20	2.65
32 % Ag₂CO₃@Ag₂S	37.12	2.15
注：“/”表示由于选取的参照晶面而无法计算.

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表 2 催化剂在降解甲基橙中的准一级速率常数

Table 2 Pseudo-first order rate constants of catalyst samples in the photocatalytic degradation of MO

样品	速率常数(k)/min^-1	相关系数(R²)
Ag₂CO₃	0.006 4	0.99
4 % Ag₂S-Ag₂CO₃	0.010 5	0.99
8 % Ag₂S-Ag₂CO₃	0.017 9	0.99
16 % Ag₂S-Ag₂CO₃	0.026 3	0.97
32 % Ag₂S-Ag₂CO₃	0.030 5	0.97
40 % Ag₂S-Ag₂CO₃	0.025 3	0.98
32 % Ag₂S@Ag₂CO₃	0.045 8	0.97
Ag₂CO₃@32 % Ag₂S	0.037 5	0.99

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表 3 催化剂样品光催化降解苯酚的准一级速率常数

Table 3 Pseudo-first order rate constants of catalyst samples in the photocatalytic degradation of phenol

样品	速率常数(k)/min^-1	相关系数(R²)
Ag₂CO₃	0.002 3	0.99
4 % Ag₂S-Ag₂CO₃	0.002 8	0.98
32 % Ag₂S-Ag₂CO₃	0.004 5	0.98
40 % Ag₂S-Ag₂CO₃	0.003 4	0.97
32 % Ag₂S@Ag₂CO₃	0.005 2	0.98
Ag₂CO₃@32 % Ag₂S	0.003 6	0.96

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表 4 几种典型光催化剂对污染物降解的TOC去除率

Table 4 TOC removal rate for different pollutants degradation over some typical photocatalysts

样品	TOC去除率/%
样品	甲基橙^[a]	苯酚^[b]	双酚A^[c]
Ag₂CO₃	30	26	48
4 % Ag₂S-Ag₂CO₃	42	31	/
32 % Ag₂S-Ag₂CO₃	76	44	/
40 % Ag₂S-Ag₂CO₃	69	36	/
32 % Ag₂S@Ag₂CO₃	85	50	72
Ag₂CO₃@32%Ag₂S	78	37	/
注：[a]:光照60 min，[b]和[c]:光照150 min, “/”表示未进行数据对照.

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表 5 不同样品的稳定性测试结果

Table 5 Results of the stability test of different samples

样品	降解率/%
样品	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
Ag₂CO₃	41	10	/	/	/
32 % Ag₂S-Ag₂CO₃	84	70	50	20	/
32 % Ag₂S@Ag₂CO₃	95	85	73	60	50
Ag₂CO₃@32 % Ag₂S	90	65	30	/	/
注：“/”表示降解率为零或者微弱可以忽略不计.

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参考文献(67)

[1]	LAN Q, LI F B, LIU C S, et al. Heterogeneous photodegradation of pentachlorophenol with maghemite and oxalate under UV illumination[J]. Environmental Science & Technology, 2008, 42(21): 7918-7923. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19031881
[2]	YU C L, FAN Q Z, XIE Y, et al. Sonochemical fabrication of novel square-shaped F doped TiO₂ nanocrystals with enhanced performance in photocatalytic degradation of phenol[J]. Journal of Hazardous Materials, 2012, 237: 38-45. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433215015597
[3]	MA J, ZHANG L Z, WANG Y H, et al. Mechanism of 2, 4-dinitrophenol photocatalytic degradation by ζ-Bi₂O₃/Bi₂MoO₆ composites under solar and visible light irradiation[J]. Chemical Engineering Journal, 2014, 251: 371-380. doi: 10.1016/j.cej.2014.04.085
[4]	ZHENG S, JIANG W J, CAI Y, et al. Adsorption and photocatalytic degradation of aromatic organoarsenic compounds in TiO₂ suspension[J]. Catalysis Today, 2014, 224: 83-88. doi: 10.1016/j.cattod.2013.09.040
[5]	CHANG L F, DONG R A. Cu-TiO₂ nanorods with enhanced ultraviolet-and visible-light photoactivity for bisphenol A degradation[J]. Journal of Hazardous Materials, 2014, 277: 84-92. doi: 10.1016/j.jhazmat.2014.01.047
[6]	李鑫, 余长林, 樊启哲, 等.溶剂热制备球状ZnS纳米光催化剂及其光催化性能[J].有色金属科学与工程, 2012, 3(3): 21-26. http://ysjskx.paperopen.com/oa/DArticle.aspx?type=view&id=201203005
[7]	刘仁月, 吴榛, 白羽, 等.微米球光催化剂在环境净化及能源转化的研究进展[J].有色金属科学与工程, 2016, 7(6): 62-72. http://ysjskx.paperopen.com/oa/DArticle.aspx?type=view&id=2016060011
[8]	YU C L, JIMMY C Y, CHAN M. Sonochemical fabrication of fluorinated mesoporous titanium dioxide microspheres[J]. Journal of Solid State Chemistry, 2009, 182(5): 1061-1069. doi: 10.1016/j.jssc.2009.01.033
[9]	DLUGOSZ M, ZMUDZKI P, KWIECIE A, et al. Photocatalytic degradation of sulfamethoxazole in aqueous solution using a floating TiO₂^-expanded perlite photocatalyst[J]. Journal of Hazardous Materials, 2015, 298: 146-153. doi: 10.1016/j.jhazmat.2015.05.016
[10]	白羽, 吴榛, 刘仁月, 等.花状Pt/Bi₂WO₆微米晶合成、表征及其高可见光催化性能[J].有色金属科学与工程, 2016, 7(2): 60-66. http://ysjskx.paperopen.com/oa/DArticle.aspx?type=view&id=201602011
[11]	何洪波, 薛霜霜, 余长林.钨基半导体光催化剂研究进展[J].有色金属科学与工程, 2016, 6(5): 32-39. http://ysjskx.paperopen.com/oa/DArticle.aspx?type=view&id=201505007
[12]	YU C L, BAI Y, HE H B, et al. Synthesis, characterization and photocatalytic performance of rod-shaped Pt/PbWO₄ composite microcrystals[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2015, 36(12): 2178-2185. doi: 10.1016/S1872-2067(15)61009-9
[13]	陈建钗, 薛霜霜, 余长林.稀土在非TiO₂光催化剂的改性研究[J].有色金属科学与工程, 2015, 6(1): 99-105. http://ysjskx.paperopen.com/oa/DArticle.aspx?type=view&id=201501019
[14]	WU Q L, YANG X F, LIU J, et al. Topotactic growth, selective adsorption, and adsorption-driven photocatalysis of protonated layered titanate nanosheets[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2014, 6(20): 17730-17739. https://core.ac.uk/display/71729143
[15]	YU C L, JIMMY C Y, ZHOU W Q, et al. WO₃ coupled P-TiO₂ photocatalysts with mesoporous structure[J]. Catalysis Letters, 2010, 140(3/4): 172-183. doi: 10.1007/s10562-010-0434-9
[16]	ZHANG M, CHEN C, MA W, et al. Visible-light-Induced aerobic oxidation of alcohols in a coupled photocatalytic system of dye-sensitized TiO₂ and TEMPO[J]. Angewandte Chemie, 2008, 120(50): 9876-9879. doi: 10.1002/ange.v120:50
[17]	GRÄTZEL M. Dye-sensitized solar cells[J]. Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews, 2003, 4(2): 145-153. doi: 10.1016/S1389-5567(03)00026-1
[18]	GONG X Q, Selloni A, Dulub O, et al. Small Au and Pt clusters at the anatase TiO₂ (101) surface: behavior at terraces, steps, and surface oxygen vacancies[J]. Journal of the American Chemical Society, 2008, 130(1): 370-381. doi: 10.1021/ja0773148
[19]	RODRIGUES S, RANJIT K T, Uma S, et al. Single-step synthesis of a highly active visible-Light photocatalyst for oxidation of a common indoor air pollutant: acetaldehyde[J]. Advanced Materials, 2005, 17(20): 2467-2471. doi: 10.1002/(ISSN)1521-4095
[20]	LIU G, ZHAO Y N, Sun C H, et al. Synergistic effects of B/N doping on the visible-light photocatalytic activity of mesoporous TiO₂[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2008, 47(24): 4516-4520. doi: 10.1002/(ISSN)1521-3773
[21]	CHEN X F, WANG X C, HOU Y D, et al. The effect of postnitridation annealing on the surface property and photocatalytic performance of N-doped TiO₂ under visible light irradiation[J]. Journal of Catalysis, 2008, 255(1): 59-67. doi: 10.1016/j.jcat.2008.01.025
[22]	YU C L, LI G, KUMAR S, et al. Stable Au₂₅(SR)₁₈/TiO₂ composite nanostructure with enhanced visible light photocatalytic activity[J]. The Journal of Physical Chemistry Letters, 2013, 4(17): 2847-2852. doi: 10.1021/jz401447w
[23]	ZHANG J, CUI H, WANG B, et al. Fly ash cenospheres supported visible-light-driven BiVO₄ photocatalyst: synthesis, characterization and photocatalytic application[J]. Chemical Engineering Journal, 2013, 223: 737-746. doi: 10.1016/j.cej.2012.12.065
[24]	YU C L, CAO F F, LI G, et al. Novel noble metal (Rh, Pd, Pt)/BiOX(Cl, Br, I) composite photocatalysts with enhanced photocatalytic performance in dye degradation[J]. Separation and Purification Technology, 2013, 120: 110-122. doi: 10.1016/j.seppur.2013.09.036
[25]	WANG X C, MAEDA K, THOMAS A, et al. A metal-free polymeric photocatalyst for hydrogen production from water under visible light[J]. Nature Materials, 2009, 8(1): 76-80. doi: 10.1038/nmat2317
[26]	ZHOU X M, LIU G, YU J G, et al. Surface plasmon resonance-mediated photocatalysis by noble metal-based composites under visible light[J]. Journal of Materials Chemistry, 2012, 22(40): 21337-21354. doi: 10.1039/c2jm31902k
[27]	GUAN X G, SHI J W, GUO L J. Ag₃PO₄ photocatalyst: hydrothermal preparation and enhanced O₂ evolution under visible-light irradiation[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2013, 38(27): 11870-11877. doi: 10.1016/j.ijhydene.2013.07.017
[28]	CHEN G D, SUN M, WEI Q, et al. Ag₃PO₄/graphene-oxide composite with remarkably enhanced visible-light-driven photocatalytic activity toward dyes in water[J]. Journal of Hazardous Materials, 2013, 244: 86-93. http://www.doc88.com/p-7857712762212.html
[29]	KATSUMATA H, TANIGUCHI M, KANECO S, et al. Photocatalytic degradation of bisphenol A by Ag₃PO₄ under visible light[J]. Catalysis Communications, 2013, 34: 30-34. doi: 10.1016/j.catcom.2013.01.012
[30]	WANG P, MING T S, WANG G H, et al. Cocatalyst modification and nanonization of Ag/AgCl photocatalyst with enhanced photocatalytic performance[J]. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2014, 381: 114-119. doi: 10.1016/j.molcata.2013.10.013
[31]	MA B, GUO J F, DAI W L, et al. Highly stable and efficient Ag/AgCl core–shell sphere: controllable synthesis, characterization, and photocatalytic application[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2013, 130: 257-263. http://npd.nsfc.gov.cn/projectDetail.action?pid=20877061
[32]	YAN T J, ZHANG H W, LUO Q, et al. Controllable synthesis of plasmonic Ag/AgBr photocatalysts by a facile one-pot solvothermal route[J]. Chemical Engineering Journal, 2013, 232: 564-572. doi: 10.1016/j.cej.2013.08.021
[33]	ZHANG C H, AI L H, LI L L, et al. One-pot solvothermal synthesis of highly efficient, daylight active and recyclable Ag/AgBr coupled photocatalysts with synergistic dual photoexcitation[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2014, 582: 576-582. doi: 10.1016/j.jallcom.2013.08.028
[34]	XU X, SHEN X P, ZHOU H, et al. Facile microwave-assisted synthesis of monodispersed ball-like Ag@AgBr photocatalyst with high activity and durability[J]. Applied Catalysis A: General, 2013, 455: 183-192. doi: 10.1016/j.apcata.2013.01.035
[35]	WANG X, UTSUMI M, YANG Y N, et al. Removal of microcystins (-LR, -YR, -RR) by highly efficient photocatalyst Ag/Ag₃PO₄ under simulated solar light condition[J]. Chemical Engineering Journal, 2013, 230: 172-179. doi: 10.1016/j.cej.2013.06.076
[36]	POURAHMAD A. Ag₂S nanoparticle encapsulated in mesoporous material nanoparticles and its application for photocatalytic degradation of dye in aqueous solution[J]. Superlattices and Microstructures, 2012, 52(2): 276-287. doi: 10.1016/j.spmi.2012.05.009
[37]	ZHANG H L, WEI B, ZHU L, et al. Cation exchange synthesis of ZnS-Ag₂S microspheric composites with enhanced photocatalytic activity[J]. Applied Surface Science, 2013, 270: 133-138. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.12.140
[38]	WANG Y R, YANG W L, ZHANG L, et al. Formation of MS–Ag and MS (M=Pb, Cd, Zn) nanotubes via microwave-assisted cation exchange and their enhanced photocatalytic activities[J]. Nanoscale, 2013, 5(22): 10864-10867. doi: 10.1039/c3nr03909a
[39]	LI J J, YANG W, NING J Q, et al. Rapid formation of Ag_nX (X=S, Cl, PO₄, C₂O₄) nanotubes via an acid-etching anion exchange reaction[J]. Nanoscale, 2014, 6(11): 5612-5615. doi: 10.1039/C4NR00364K
[40]	LI J J, XIE Y L, ZHONG Y J, et al. Facile synthesis of Z-scheme Ag₂CO₃/Ag/AgBr ternary heterostructured nanorods with improved photostability and photoactivity[J]. Journal of Materials Chemistry A, 2015, 3(10): 5474-5481. doi: 10.1039/C4TA06075J
[41]	BI Y P, OUYANG S X, UMEZAWA N, et al. Facet effect of single-crystalline Ag₃PO₄ sub-microcrystals on photocatalytic properties[J]. Journal of the American Chemical Society, 2011, 133(17): 6490-6492. doi: 10.1021/ja2002132
[42]	魏龙福, 余长林, 陈建钗, 等.水热法合成Ag₂CO₃/ZnO异质结复合光催化剂及其光催化性能[J].有色金属科学与工程, 2014, 5(1): 47-53. http://ysjskx.paperopen.com/oa/DArticle.aspx?type=view&id=201401009
[43]	LI J D, FANG W, YU C L, et al. Ag-based semiconductor photocatalysts in environmental purification[J]. Applied Surface Science, 2015, 358: 46-56. doi: 10.1016/j.apsusc.2015.07.139
[44]	YANG J H, WANG D E, HAN H X, et al. Roles of cocatalysts in photocatalysis and photoelectrocatalysis[J]. Accounts of Chemical Research, 2013, 46(8): 1900-1909. doi: 10.1021/ar300227e
[45]	JU P, WANG P, LI B, et al. A novel calcined Bi₂WO₆/BiVO₄ heterojunction photocatalyst with highly enhanced photocatalytic activity[J]. Chemical Engineering Journal, 2014, 236: 430-437. doi: 10.1016/j.cej.2013.10.001
[46]	YU C L, LI G, KUMAR S, et al. Phase transformation synthesis of novel Ag₂O/Ag₂CO₃ heterostructures with high visible light efficiency in photocatalytic degradation of pollutants[J]. Advanced Materials, 2014, 26(6): 892-898. doi: 10.1002/adma.v26.6
[47]	YU C L, WEI L F, CHEN J C, et al. Enhancing the photocatalytic performance of commercial TiO₂ crystals by coupling with trace narrow-band-gap Ag₂CO₃[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2014, 53(14): 5759-5766. doi: 10.1007/s11434-011-4476-1
[48]	YANG W L, ZHANG L, HU Y, et al. Microwave-assisted synthesis of porous Ag₂S–Ag hybrid nanotubes with high visible-light photocatalytic activity[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2012, 51(46): 11501-11504. doi: 10.1002/anie.201206715
[49]	PANG M L, ZENG H C. Highly ordered self-assemblies of submicrometer Cu₂O spheres and their hollow chalcogenide derivatives[J]. Langmuir, 2010, 26(8): 5963-5970. doi: 10.1021/la904292t
[50]	ZEHNDER E J. Intermolecular vibrational coupling in silver carbonate, Ag₂CO₃[J]. Journal of Molecular Structure, 1983, 98(1/2): 49-53. doi: 10.1146/annurev.pc.41.100190.001011
[51]	KOGA N, YAMADA S, KIMURA T. Thermal decomposition of silver carbonate: phenomenology and physicogeometrical kinetics[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2012, 117(1): 326-336. doi: 10.1021/jp309655s
[52]	MARTINA I, WIESINGER R, JEMBRIH-SIMBURGER D, et al. Micro-Raman characterisation of silver corrosion products: instrumental set up and reference database[J]. E-Preservation Science, 2012, (9): 1-8. https://core.ac.uk/display/27737261
[53]	JING L Q, SUN Z H, YUAN F L, et al. The effects of La and Cu doping on the photogenerated charges over nano-TiO₂ and the relationship between photocatalytic activity and photogenerated charges[J]. Science China Chemistry, 2006, 36: 53-57. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0009261414008318
[54]	YU C L, ZHOU W Q, ZHU L H, et al. Integrating plasmonic Au nanorods with dendritic like α-Bi₂O₃/Bi2O₂CO₃ heterostructures for superior visible-light-driven photocatalysis[J]. Applied Catalysis B: Environmental, 2016, 184: 1-11. doi: 10.1016/j.apcatb.2015.11.026
[55]	ZHOU Y B, GU X C, ZHANG R Z, et al. Influences of various cyclodextrins on the photodegradation of phenol and bisphenol A under UV light[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2015, 54(1): 426-433. doi: 10.1021/ie503414k
[56]	WANG N, ZHU L H, LEI M, et al. Ligand-induced drastic enhancement of catalytic activity of nano-BiFeO₃ for oxidative degradation of bisphenol A[J]. ACS Catalysis, 2011, 1(10): 1193-1202. doi: 10.1021/cs2002862
[57]	DAI G, YU J, LIU G. A new approach for photocorrosion inhibition of Ag₂CO₃ photocatalyst with highly visible-light-responsive reactivity[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2012, 116(29): 15519-15524. doi: 10.1021/jp305669f
[58]	DAI G P, YU J G, LIU G. Synthesis and enhanced visible-light photoelectrocatalytic activity of p-n junction BiOI/TiO₂ nanotube arrays[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2011, 115(15): 7339-7346. doi: 10.1021/jp200788n
[59]	YU C L, YANG K, SHU Q, et al. Preparation, characterization and photocatalytic performance of Mo-doped ZnO photocatalysts[J]. Science China Chemistry, 2012, 55(9): 1-9. doi: 10.1007/s11426-012-4721-8
[60]	JIN X Y, MOK E K, BAEK J W, et al. Importance of the tuning of band position in optimizing the electronic coupling and photocatalytic activity of nanocomposite[J]. Journal of Solid State Chemistry, 2015, 230: 175-181. doi: 10.1016/j.jssc.2015.07.006
[61]	YAO X X, LIU X H. One-pot synthesis of ternary Ag₂CO₃/Ag/AgCl photocatalyst in natural geothermal water with enhanced photocatalytic activity under visible light irradiation[J]. Journal of Hazardous Materials, 2014, 280: 260-268. doi: 10.1016/j.jhazmat.2014.07.079
[62]	WANG P, HUANG B B, ZHANG X Y, et al. Highly efficient visible-light plasmonic photocatalyst Ag@AgBr[J]. Chemistry-A European Journal, 2009, 15(8): 1821-1824. doi: 10.1002/chem.v15:8
[63]	WANG P, HUANG B B, QIN X Y, et al. Ag@AgCl: a highly efficient and stable photocatalyst active under visible light[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2008, 47(41): 7931-7933. doi: 10.1002/anie.v47:41
[64]	YU C L, WEI L F, ZHOU W Q, et al. Enhancement of the visible light activity and stability of Ag₂CO₃ by formation of AgI/Ag₂CO₃ heterojunction[J]. Applied Surface Science, 2014, 319: 312-318. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.05.158
[65]	LI J D, WEI L F, YU C L, et al. Preparation and characterization of graphene oxide/Ag₂CO₃ photocatalyst and its visible light photocatalytic activity[J]. Applied Surface Science, 2015, 358: 168-174. doi: 10.1016/j.apsusc.2015.07.007
[66]	ISHIBASHI K I, FUJISHIMA A, WATANabe T, et al. Detection of active oxidative species in TiO₂ photocatalysis using the fluorescence technique[J]. Electrochemistry Communications, 2000, 2(3): 207-210. doi: 10.1016/S1388-2481(00)00006-0
[67]	JIANG H Y, CHENG K, LIN J. Crystalline metallic Au nanoparticle-loaded α-Bi₂O₃ microrods for improved photocatalysis[J]. Physical Chemistry Chemical Physics, 2012, 14(35): 12114-12121. doi: 10.1039/c2cp42165h

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1 实验部分
1.1 试剂与仪器
1.2 电解液的制备
1.3 循环伏安曲线和电流-时间曲线测试
1.4 电沉积实验
2 结果与讨论
2.1 循环伏安曲线分析
2.2 形核机理研究
2.3 阳极极化
2.4 电沉积镍
3 结论

可见光驱动的核壳结构Ag2S@Ag2CO3催化剂及其对污染物的降解性能

通讯作者: 余长林（1974-），男, 博士, 教授, 主要从事纳米催化材料和光催化研究, E-mail:yuchanglinjx@163.com

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出版历程