利用FeOOH助催化剂修饰的BiVO₄进行光电催化甘油氧化制GLAD和DHA

摘要

【目的】随着生物柴油产业的发展，粗甘油（GLY）作为其主要副产品，积累了大量的存量，其有效利用对于促进生物柴油产业的可持续发展具有重要意义。已有研究中将粗甘油转化为高附加值的化学品，过程中往往面临成本高、效率低或产品选择性不足的问题。【方法】采用原位生长法，在BiVO₄表面成功制备了一层非晶态FeOOH助催化剂，显著提升了甘油的光电催化氧化性能。在0.1 mol/L甘油和0.1 mol/L Na₂SO₄的电解质溶液中，BiVO₄/FeOOH复合光阳极展现出85.3%的C3化合物选择性，较纯BiVO₄提高了32.7%。特别是甘油醛（GLAD）和二羟基丙酮（DHA）的产率分别达到了1.73 mmol/L和0.59 mmol/L，分别是纯BiVO₄的11.5倍和7.4倍。【结果】实验结果表明，BiVO₄与FeOOH形成的p-n结构不仅显著提高了电荷转移性能和光能利用率，而且通过界面处p-n结构诱导的Fe²⁺不饱和位点的形成，在光照条件下促进了光生空穴向催化剂表面的迁移，加速了甘油氧化反应。本研究不仅为粗甘油的高值化利用提供了一种有效途径，也为光电催化材料的设计和应用提供了新的借鉴。

关键词

BiVO₄ / FeOOH / 复合光阳极 / 光电催化 / 甘油氧化 / C3产物