BiOBr微球的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、隨著人類(lèi)生產(chǎn)生活需求的日益増大，全球范圍內(nèi)的能源消耗量日益増長(zhǎng)，面臨著能源短缺與環(huán)境污染的雙重危機(jī)。因此，解決環(huán)境和能源問(wèn)題迫在眉睫。這就促使科學(xué)工作者們研發(fā)新型高效的環(huán)境污染治理方法，其中的光催化技術(shù)因其安全環(huán)保等性能被認(rèn)為是一種極具潛力的研究方向。近年來(lái)，研究人員發(fā)現(xiàn)鹵氧化鉍BiOX(X=Cl、Br、I)也是一種高效的光催化反應(yīng)劑，其中的BiOBr因?yàn)槠漭^窄的禁帶寬度，特殊的電子結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的光電性能以及可見(jiàn)光催化能力較強(qiáng)等，受到了廣

2、大研究者的青睞。
　　本研究通過(guò)簡(jiǎn)單的水熱法和低溫液相法制備了鉍基光催化劑BiOBr及Sb2O3/BiOBr復(fù)合光催化劑；并借助X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、紫外可見(jiàn)光譜儀(UV-Vis/DRS)以及N2吸附-脫附等手段對(duì)其物相組成、表面形貌、光學(xué)特性及比表面積等進(jìn)行了表征；在模擬可見(jiàn)光條件下以羅丹明B(RhB)為目標(biāo)污染物評(píng)價(jià)其在可見(jiàn)光條件下對(duì)污染物的降解能力。同時(shí)探討了光催化反應(yīng)過(guò)程中的影響因素如RhB初始p

3、H等對(duì)BiOBr及其復(fù)合物光催化性能的影響；最后通過(guò)光催化反應(yīng)活性物種捕獲實(shí)驗(yàn)研究了BiOBr及其復(fù)合物的光催化機(jī)理，確定了影響鉍氧化物及其復(fù)合物光催化性能的主要活性物種。所取得的主要研究成果如下：
　?、俦狙芯客ㄟ^(guò)低溫液相法將Sb2O3與具有層狀結(jié)構(gòu)并具備優(yōu)良光催化性能的BiOBr復(fù)合來(lái)研究復(fù)合物在可見(jiàn)光條件下對(duì)RhB的降解。結(jié)果表明，水熱法制備的Sb2O3/BiOBr之間具有良好的協(xié)同作用，這可能與Sb2O3和BiOBr之間異

4、質(zhì)結(jié)的形成有關(guān)。同時(shí)，Sb2O3的摻雜促進(jìn)了BiOBr表面OH-的產(chǎn)生，該基團(tuán)能使更多的h+轉(zhuǎn)化為?OH，降低了光生電子-空穴的復(fù)合速率，當(dāng)Sb2O3的摻雜量為3％時(shí)，復(fù)合物的光催化性能最優(yōu)。復(fù)合物在可見(jiàn)光催化降解RhB中起主導(dǎo)作用活性物種為?OH。配制的10mg/L的RhB初始pH在2.5～4.7之間時(shí)具有較高的降解率和吸附量。多次循環(huán)實(shí)驗(yàn)可知，復(fù)合物具有較好的穩(wěn)定性和可回收性。
　?、诓捎没旌箱逶?CTAB、NaBr)、Bi(

5、NO3)2?5H2O為反應(yīng)物，乙二醇水溶液為溶劑，利用簡(jiǎn)單的水熱法制備了微球狀BiOBr固體。結(jié)果表明，以混合溴源制備的BiOBr光催化性能明顯優(yōu)于單一溴源制備的BiOBr。當(dāng)n(CTAB):n(NaBr)=1:1時(shí)，BiOBr光催化性能最佳，50min內(nèi)，對(duì)RhB的降解率達(dá)到了94.46%，比單一溴源制備的BiOBr的光催化性能提高了19.5%左右。這一結(jié)果可歸因于CTAB的加入使得具有較高活性的(110)晶面暴露。同時(shí)，適量CTAB