孫 麗,王 法,呂鵬程,李浩男,蘇文獻(xiàn),章立新 (上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院,上海 200093)

隨著工業(yè)的發(fā)展,污水問(wèn)題日益嚴(yán)重.對(duì)污水的處理,尤其是對(duì)污水中有機(jī)污染物的去除引起了廣泛關(guān)注[1].4-硝基苯酚(4-NP)是一種常見(jiàn)的有機(jī)污染物,在生態(tài)系統(tǒng)中穩(wěn)定存在[2].據(jù)報(bào)道,我國(guó)五大流域的24個(gè)典型飲用水源地 4-NP殘留量的平均值為27.4ng/L[3].雖然該值尚在安全范圍內(nèi),但4-NP具有蓄積性,易對(duì)環(huán)境產(chǎn)生累計(jì)污染,因而對(duì)水生生物和人體健康存在潛在威脅[4-5].

目前,去除 4-NP的最有效手段是以硼氫化鈉為還原劑的光催化降解反應(yīng).將有毒的 4-NP降解成無(wú)毒的工業(yè)原料4-氨基苯酚(4-AP),其降解效率取決于光催化劑的催化性能[6].在 4-NP光催化降解反應(yīng)中,使用較多的光催化劑為半導(dǎo)體型光催化劑[7-8].該類(lèi)催化劑只能利用太陽(yáng)光中的紫外光[9-10].與半導(dǎo)體光催化劑相比,貴金屬光催化劑是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型催化劑,可充分利用各個(gè)波段的太陽(yáng)光子,具有較高的光催化效率[11].貴金屬光催化劑中主要采用了金、銀及其合金納米顆粒[11-14].與單金屬相比,Au-Ag合金納米顆粒具有成本低、效率高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)[12,15].Au-Ag合金納米顆粒的光催化活性取決于它的合成方法.其主要合成方法包括物理法和化學(xué)法[16-18].物理法的成本較高,且很難得到粒徑分布較窄的Au-Ag合金納米顆粒.化學(xué)法通常以化學(xué)試劑(硫醇類(lèi)、硼氫化鈉、肼等)作為還原劑和分散劑[17-18].這些化學(xué)試劑附著在Au-Ag合金納米顆粒的表面很難去除,給其進(jìn)一步的應(yīng)用帶來(lái)了潛在的風(fēng)險(xiǎn).因而,綠色合成法逐漸成為研究熱點(diǎn).該法安全、無(wú)污染,一般采用具有還原性的糖類(lèi)、維生素及蛋白質(zhì)來(lái)還原貴金屬離子,進(jìn)而合成 Au-Ag合金納米顆粒[19-23].然而,在綠色合成 Au-Ag合金納米顆粒的過(guò)程中,多采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的合成路線,即獲得的Au-Ag合金納米顆粒的成分中金、銀元素的比例約等于前驅(qū)體中金、銀離子的比例,不可改變[19].目前,雖已明確Au-Ag合金納米顆粒的成分對(duì)光催化反應(yīng)的速率有明顯的影響,但尚未建立兩者之間的確切關(guān)系[12].

因此,本文嘗試了以果糖作為還原劑和表面活性劑,綠色合成 Au-Ag合金納米顆粒.詳細(xì)考察了合成參數(shù)(合成時(shí)間和前驅(qū)體中金、銀離子的物質(zhì)的量比)對(duì)制備出的Au-Ag合金納米顆粒SPR波長(zhǎng)、成分以及形貌的影響.利用 UV-Vis、EDX、ICP、XPS、TEM、HR-TEM和SAED等表征手段,對(duì)Au-Ag合金納米顆粒的光學(xué)性能、成分、形貌和微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析.在4-NP的光催化降解反應(yīng)中,充分考察了Au-Ag合金納米顆粒的成分及添加量對(duì)光催化活性的影響,并測(cè)試了合金納米顆粒的光催化穩(wěn)定性.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

試劑:果糖(C6H12O6,AR)、硝酸銀(AgNO3,GR)、氯金酸(HAuCl4·3H2O,AR)、氫氧化鈉(NaOH,AR)、硼氫化鈉(NaBH4,AR)、4-NP(C6H5NO3,AR)、乙醇(C2H5OH,AR),均購(gòu)自上海阿拉丁生化科技股份有限公司.實(shí)驗(yàn)所用的去離子水由美國(guó)艾科浦國(guó)際有限公司的ADW-0501-M理化實(shí)驗(yàn)超純水機(jī)制取.

1.2 表征

采用日本島津公司 UV-2600型紫外-可見(jiàn)(UV-Vis)分光光度計(jì)檢測(cè)Au-Ag合金納米顆粒的紫外-可見(jiàn)吸收光譜,并監(jiān)測(cè) 4-NP的光催化降解反應(yīng);采用德國(guó)布魯克 AXS有限公司 QUANTAX400-30型能譜儀(EDX)對(duì) Au-Ag合金納米顆粒的組成元素進(jìn)行分析;采用美國(guó) Perkms-Elmer公司Optima2000DV型電感耦合等離子體光譜儀(ICP)測(cè)試樣品中金和銀元素的含量;采用日本島津公司AMICUS型X射線光電子能譜(XPS)分析Au-Ag合金納米顆粒的表面成分;采用日本電子株式會(huì)社JEM-2100F型透射電子顯微鏡(TEM)系統(tǒng)觀察Au-Ag合金納米顆粒的形貌及微觀結(jié)構(gòu).

1.3 Au-Ag合金納米顆粒的制備方法

將 5g果糖、25mL去離子水和 50μL濃度為1mol/L的氫氧化鈉溶液依次加入到三口燒瓶中,均勻混合.在磁力攪拌作用下,采用XMT型智能溫度控制儀,以 10℃/min的加熱速度,將上述混合液加熱至沸騰,保持溶液的沸騰狀態(tài),直至反應(yīng)結(jié)束.將50μL氯金酸水溶液(0.1mol/L)與一定量的硝酸銀水溶液(0.01mol/L)均勻溶解在 25mL去離子水中.通過(guò)改變硝酸銀水溶液的添加量來(lái)配制具有不同金、銀離子物質(zhì)的量比的前驅(qū)體反應(yīng)液(1:1.5,1:2.5,1:3.5).上述含有果糖的混合液沸騰10min后,將前驅(qū)體反應(yīng)液加入其中,分別在1,2,4,6,8min后取樣.樣品自然冷卻后,經(jīng)離心處理(12000rpm/min,10min),獲得 Au-Ag合金納米顆粒.

1.4 4-NP的光催化性能測(cè)試

將 25mL去離子水、2.5mL的 4-NP水溶液(10mmol/L)和3mL新配制的硼氫化鈉水溶液(1mol/L)依次加入到 50mL的錐形瓶中,均勻混合.分別取0.5,1.0,1.5,2.0, 2.5mL0.1mmol/L的Au-Ag合金水溶膠作為光催化劑,添加到上述混合液中.在太陽(yáng)光照下,對(duì)4-NP進(jìn)行光催化降解.采用UV-Vis分光光度計(jì),通過(guò)記錄波長(zhǎng)在400nm處的吸收峰的變化來(lái)監(jiān)測(cè)光催化反應(yīng)的進(jìn)程.由于 4-NP在反應(yīng)體系中的濃度較高,為保證UV-Vis吸收光譜測(cè)試的準(zhǔn)確性,需先將被測(cè)樣品(300μL)稀釋到去離子水(3mL)中,然后對(duì)其進(jìn)行光譜分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 UV-Vis吸收光譜分析

圖1 在不同Au3 +:Ag +物質(zhì)的量比例下,合成的Au-Ag合金納米顆粒的UV-Vis光譜Fig.1 UV-Vis spectra of Au-Ag alloy NPs synthesized at different molar ratios of Au3+: Ag+

通常,Au-Ag合金納米顆粒的SPR波長(zhǎng)可由3個(gè)主要因素控制:還原劑的種類(lèi),前驅(qū)體的物質(zhì)的量比(Au3+:Ag+)以及合成時(shí)間.本文選用安全無(wú)毒,價(jià)格低廉的果糖為還原劑.Au3+:Ag+的物質(zhì)的量比和合成時(shí)間對(duì)制備的Au-Ag合金納米顆粒SPR波長(zhǎng)的影響如圖1所示.當(dāng)合成時(shí)間為 1min時(shí),Au-Ag合金納米顆粒的SPR波長(zhǎng)位于500nm左右.這表明在該合成體系中Au3+的還原速率比Ag+的還原速率高.同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn),隨著合成時(shí)間的增加,Au-Ag合金納米顆粒的 SPR波長(zhǎng)不斷藍(lán)移.可初步推斷,在Au-Ag合金納米顆粒中Ag元素所占的比例持續(xù)增大[15].SPR波長(zhǎng)的藍(lán)移范圍取決于Au3+:Ag+的物質(zhì)的量比和合成時(shí)間.控制合成時(shí)間在1～8min.如圖 1(d),當(dāng) Au3+:Ag+的物質(zhì)的量比為 1:2.5,SPR波長(zhǎng)的變化范圍最大(503～418nm),且SPR波長(zhǎng)與合成時(shí)間所呈現(xiàn)出的線性關(guān)系最好.其線性關(guān)系可擬合如下:

式中:Yw表示SPR波長(zhǎng),t表示合成時(shí)間(min).可見(jiàn),在固定 Au3+:Ag+物質(zhì)的量比例的條件下,通過(guò)改變合成時(shí)間, Au-Ag合金納米顆粒的SPR波長(zhǎng)可以被連續(xù)調(diào)控.與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的綠色合成方法相比[19],上述方法可以更加靈活地改變Au-Ag合金納米顆粒的SPR波長(zhǎng).

2.2 EDX/ICP分析

圖2 Au-Ag合金納米顆粒的EDXFig.2 EDX spectrum of Au-Ag alloy NPs

EDX分析確定了Au-Ag合金納米顆粒中存在的元素.圖2展示了SPR波長(zhǎng)為445nm的Au-Ag合金納米顆粒的能譜圖.圖中只出現(xiàn)了Au元素和Ag元素對(duì)應(yīng)的特征峰,這表明合成的納米顆粒僅包含 Au和Ag這2種元素,無(wú)雜質(zhì).利用ICP分析獲得了Au-Ag合金納米顆粒的成分.圖2中的插圖顯示了Au-Ag合金納米顆粒的 SPR波長(zhǎng)與其成分之間的關(guān)系.可見(jiàn),SPR波長(zhǎng)為495,470和445nm的Au-Ag合金納米顆粒分別對(duì)應(yīng)了 Au0.78Ag0.22,Au0.54Ag0.46和Au0.32Ag0.68這 3種成分.通常,具有均勻合金結(jié)構(gòu)的Au-Ag合金納米顆粒在 UV-Vis吸收光譜中僅表現(xiàn)出一個(gè)SPR吸收峰,并且SPR波長(zhǎng)與Au-Ag合金納米顆粒中Au的摩爾分?jǐn)?shù)成線性關(guān)系[16].從圖1所示的UV-Vis吸收光譜中可以發(fā)現(xiàn),在410～520nm的范圍內(nèi)只有一個(gè)SPR吸收峰.根據(jù)圖2的插圖,SPR波長(zhǎng)與 Au元素物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)成線性關(guān)系,其關(guān)系式可以擬合為:

式中:Yw代表SPR波長(zhǎng);X代表Au-Ag合金納米顆粒中Au元素的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).由此可知,以果糖為還原劑和表面活性劑,合成的Au-Ag合金納米顆粒具有均勻合金結(jié)構(gòu).

2.3 XPS分析

圖3 Au0.32Ag0.68合金納米顆粒的高分辨XPS譜Fig.3 High resolution XPS spectra of Au0.32Ag0.68 alloy NPs

圖3為 Au0.32Ag0.68合金納米顆粒的XPS譜圖.如圖3(a)所示,在87.7和84.0eV兩處出現(xiàn)了明顯的峰,它們可以被分別歸屬于Au 4f5/2和Au 4f7/2.兩特征峰之間的結(jié)合能之差為3.7eV,說(shuō)明在Au-Ag合金納米顆粒的表面,金以零價(jià)態(tài)存在[23].如圖 3(b)所示,374.1和368.1eV對(duì)應(yīng)的兩個(gè)峰可被分配到Ag 3d3/2和Ag 3d5/2,其結(jié)合能的差值為 6.0eV.由此可以推斷,在Au-Ag合金納米顆粒的表面,銀也是以零價(jià)態(tài)存在[23].與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中單質(zhì)銀的結(jié)合能相比,圖 3(b)中展示出的Ag 3d峰的結(jié)合能向低能級(jí)偏移了0.1eV,這可能是由于金、銀元素間的合金化造成的[12].據(jù)此也可以反推出,金、銀兩元素是以合金形式存在,而不是以單金屬形式存在.通過(guò)XPS分析發(fā)現(xiàn),Au0.32Ag0.68合金納米顆粒的表面成分中金、銀元素的物質(zhì)的量比約為0.31: 0.69,與ICP測(cè)得的納米顆粒的整體成分基本一致.由此可見(jiàn),獲得的 Au-Ag合金納米顆粒具有均勻的成分分布.

2.4 TEM分析

圖4為不同合成時(shí)間下制備的Au-Ag合金納米顆粒的 TEM 圖和粒徑分布圖.從圖中可以看出,合成的Au-Ag合金納米顆粒呈類(lèi)球形,具有良好的分散性和較窄的粒徑分布.當(dāng)前驅(qū)體中 Au3+:Ag+的物質(zhì)的量比為1:2.5,合成時(shí)間為2min時(shí),所獲得的Au0.78Ag0.22合金納米顆粒的平均粒徑為 12.1nm(圖 4(a-1)).合成時(shí)間為 8min時(shí),得到的 Au0.32Ag0.68合金納米顆粒的平均粒徑為14.6nm(圖4(b-1)).隨著合成時(shí)間的增長(zhǎng),顆粒未發(fā)生明顯的生長(zhǎng).但從其成分變化來(lái)看,銀元素的比例有大幅提升.可見(jiàn), Au-Ag合金納米顆粒的SPR波長(zhǎng)隨合成時(shí)間增加而藍(lán)移(圖1)是由銀元素在合金成分中所占比例的增大而引起的,而非源于顆粒尺寸的變化.圖 4(c)是 Au0.78Ag0.22合金納米顆粒的HR-TEM 圖.從圖中可以看到明顯的晶格條紋,其晶格間距為 0.24nm,說(shuō)明合成的 Au-Ag合金納米顆粒具有面心立方晶格[24].由圖4(c)亦可發(fā)現(xiàn),合成的合金納米顆粒趨向于二十面體型多重孿晶結(jié)構(gòu).該結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在小粒徑的面心立方結(jié)構(gòu)的金屬納米顆粒中[24].圖 4(d)是 Au0.78Ag0.22合金納米顆粒的選區(qū)電子衍射圖.圖中出現(xiàn)了5個(gè)衍射環(huán),分別對(duì)應(yīng)了面心立方結(jié)構(gòu)的 Au 或 Ag 的(111),(200),(220),(311)和(222)晶面,進(jìn)一步說(shuō)明合成的 Au0.78Ag0.22合金納米顆粒具有多晶結(jié)構(gòu).

圖4 在不同合成時(shí)間下制備的Au-Ag合金納米顆粒的TEM圖和粒徑分布Fig.4 TEM images and size distributions of Au-Ag alloy NPs prepared at different synthesis times

2.5 Au-Ag合金納米顆粒的光催化性能

2.5.1 Au-Ag合金的成分對(duì)光催化反應(yīng)的影響 基于4-NP的光催化降解反應(yīng),研究了Au-Ag合金納米顆粒的成分對(duì)其光催化活性的影響.分別選用了2mL的 Au0.78Ag0.22、Au0.54Ag0.46和 Au0.32Ag0.68合金納米顆粒水溶膠(0.1mmol/L)作為光催化劑.以過(guò)量的NaBH4為還原劑,將其加入到 4-NP溶液中,觀察UV-Vis吸收光譜.本實(shí)驗(yàn)中,由于使用的Au-Ag合金納米顆粒的濃度較低,其SPR頻率不會(huì)對(duì)吸收光譜產(chǎn)生影響.光譜中 400nm 處吸收峰的出現(xiàn),可歸因于硝基苯酚鹽的生成[25].若不添加光催化劑,即便經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí),反應(yīng)液依然保持原始的黃色,說(shuō)明在無(wú)光催化劑的條件下,4-NP很難被還原.當(dāng)在反應(yīng)體系中加入Au-Ag合金納米顆粒,反應(yīng)液的顏色逐漸消褪,表明4-NP開(kāi)始被降解.如圖 5(a)、(b)、(c)所示,波長(zhǎng)位于400nm的吸收峰的吸光度逐漸減弱,同時(shí)在300nm處出現(xiàn)了一個(gè)新的吸收峰,表明了 4-NP被還原成了4-AP[12].動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)是評(píng)價(jià)光催化劑活性的重要參數(shù)[26].當(dāng) NaBH4過(guò)量時(shí),動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)可根據(jù)偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算[22],如:

圖5 4-NP降解反應(yīng)的UV-Vis光譜Fig.5 UV-Vis absorption spectra of 4-NP degradation

式中:K代表動(dòng)力學(xué)速率常數(shù);t為光催化反應(yīng)時(shí)間;Ct和C0分別代表了時(shí)間為 t時(shí)以及初始狀態(tài)下4-NP的濃度;Ct/C0等于吸光度 At/A0的值.圖5(d)給出了不同成分的 Au-Ag合金納米顆粒的動(dòng)力學(xué)速率常數(shù).從圖中可以發(fā)現(xiàn),隨著合金中金元素所占比例的增加,光催化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)逐漸增大.Au0.78Ag0.22合金納米顆粒表現(xiàn)出了最優(yōu)的光催化活性,其動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)為 1.586min-1.圖 5(d)中的插圖顯示了 Au-Ag合金納米顆粒的成分與動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)的關(guān)系.兩者之間的關(guān)系可被擬合成直線方程:

式中:K代表動(dòng)力學(xué)速率常數(shù);X代表Au-Ag合金納米顆粒中Au元素的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).基于公式(4),通過(guò)調(diào)整 Au-Ag合金的成分可以線性控制 K值.公式(2)建立了Au-Ag合金納米顆粒中Au元素的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與其 SPR波長(zhǎng)之間的關(guān)系.因而,動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)(K)與SPR波長(zhǎng)(Yw)的關(guān)系為:

結(jié)合公式(1)和(5), K也可以通過(guò)Au-Ag合金納米顆粒的合成時(shí)間t來(lái)線性控制,公式如下:

可見(jiàn),在 Au-Ag合金納米顆粒的合成階段,即可預(yù)測(cè)其光催化活性.通常采用標(biāo)準(zhǔn)速率常數(shù)(Knor)來(lái)比較不同光催化劑的催化活性[27].Knor等于動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)K與光催化劑的添加量的比值.本實(shí)驗(yàn)以2mL Au0.78Ag0.22合金納米顆粒水溶膠為例,計(jì)算其 Knor為745s-1?g-1.表 1給出了金元素和銀元素分別與鈀元素結(jié)合后,形成的Au-Pd、Ag-Pd合金的Knor值[11].由表1可以看出,Au-Ag合金的 Knor最大,Ag-Pd合金次之,Au-Pd合金最差.可見(jiàn),金、銀兩元素的組合更有利于4-NP的光催化降解.

表1 不同光催化劑的活性比較Table 1 Comparison of activities of different photocatalysts

2.5.2 Au-Ag合金的添加量對(duì)光催化反應(yīng)的影響 4-NP降解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)不僅可以通過(guò)Au-Ag合金納米顆粒的成分進(jìn)行調(diào)控,也可以通過(guò)傳統(tǒng)的方法–改變光催化劑的添加量來(lái)控制.以0.1mM的Au0.78Ag0.22合金納米顆粒為例,圖6顯示了添加量對(duì)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)的影響.隨著添加量的增加,動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)不斷增大.當(dāng)添加量達(dá)到 2mL時(shí),動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)達(dá)到最大值 1.586min-1.若繼續(xù)增大光催化劑的添加量,動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)基本維持不變.如圖6的插圖所示,當(dāng)光催化劑的添加量的變化范圍為0.5～2.0mL時(shí),動(dòng)力學(xué)速率常數(shù) K與光催化劑的添加量V之間可建立線性方程,如下:

通過(guò)此方程,動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)可以被線性調(diào)節(jié).

2.5.3 Au-Ag合金納米顆粒的穩(wěn)定性 穩(wěn)定性是衡量光催化劑實(shí)用價(jià)值的重要性能指標(biāo).通常,納米顆粒的穩(wěn)定性體現(xiàn)在重復(fù)使用性和抗氧化性兩方面.納米顆粒的重復(fù)使用可通過(guò)離心法來(lái)實(shí)現(xiàn)[13].顆粒分散性及回收率是其關(guān)鍵影響因素.果糖制備的Au-Ag合金納米顆粒的分散性較好,在離心過(guò)程中不宜團(tuán)聚.因而,回收率決定了重復(fù)使用性.回收率主要取決于所使用的離心機(jī)的性能.單質(zhì)銀易被氧化,因此有必要考察 Au-Ag合金納米顆粒的抗氧化性.Guo等[13]報(bào)道了多孔金納米顆粒(粒徑80nm)在30d內(nèi)具有良好的光催化穩(wěn)定性,偏差在±4%.以此為對(duì)照,本文通過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)對(duì) Au0.32Ag0.68合金納米顆粒的光催化穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià).從圖7(a)可以看出,固定反應(yīng)時(shí)間為15min,新制備的Au0.32Ag0.68合金納米顆粒對(duì)4-NP的降解率為94.2%.每隔5d,對(duì)4-NP進(jìn)行一次光催化降解實(shí)驗(yàn).重復(fù)6次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)Au0.32Ag0.68合金納米顆粒對(duì) 4-NP的降解率沒(méi)有明顯的變化,偏差在 3%以內(nèi).可見(jiàn),銀元素與金元素的結(jié)合克服了單質(zhì)銀易被氧化的弱點(diǎn),Au0.32Ag0.68合金納米顆粒具有可與大粒徑多孔金相媲美的抗氧化性.圖7(b)為30d后用于光催化的 Au0.32Ag0.68合金納米顆粒的 TEM 圖.對(duì)比新制備的 Au0.32Ag0.68合金納米顆粒(圖 4(b)),放置 30d后的Au0.32Ag0.68合金納米顆粒仍具有良好的分散性,且無(wú)團(tuán)聚物生成.可以推斷,果糖制備的 Au-Ag合金納米顆粒擁有較好的穩(wěn)定性,具有進(jìn)一步應(yīng)用的潛質(zhì).

圖6 -ln(Ct/C0)與光催化反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系Fig.6 The plot of -ln(Ct/C0) versus the reaction time

圖7 Au-Ag合金納米顆粒的穩(wěn)定性Fig.7 Stability of Au-Ag alloy NPs

3 結(jié)論

3.1 以果糖為還原劑和表面活性劑,一步綠色合成了類(lèi)球形的 Au-Ag合金納米顆粒.固定前驅(qū)體比例(1:2.5),增加合成時(shí)間(1～8min),Au-Ag合金納米顆粒的SPR波長(zhǎng)不斷發(fā)生藍(lán)移,并可在503～418nm的范圍內(nèi)被線性調(diào)控.合成的Au-Ag合金納米顆粒的平均粒徑小于 14.6nm,成分分布均勻,且表現(xiàn)出了面心立方相多晶結(jié)構(gòu).

3.2 在4-NP的光催化降解反應(yīng)中,相比于Au-Pd和Ag-Pd合金納米顆粒,Au-Ag合金納米顆粒展現(xiàn)出了更高的光催化活性.同時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著Au-Ag合金納米顆粒中金元素摩爾分?jǐn)?shù)的增加,其光催化活性不斷增強(qiáng).3.3 4-NP光催化降解的動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)可以分別被Au-Ag合金納米顆粒的成分、添加量以及合成時(shí)間線性調(diào)控.其最大動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)可達(dá)1.586min-1.3.4 30d內(nèi),Au-Ag合金納米顆粒對(duì)4-NP的降解率基本保持不變,其偏差僅為±3%.