超声水热法制备高可见光催化活性的BiOCl-Bi12O17Cl2纳米复合材料去除染料和药物废水

• 作者: 仙光 张光明 张涛 李雪梅 龙泽清
• 来源期刊: 催化学报
• 关键词: BiOCl-Bi12O17Cl2 纳米复合材料 绿色技术 可见光光催化
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 464-473
• 页数: 10页
• 字数: 1159字
• 语种: 中文
• DOI: S1872-2067(19)63474-1

摘要

光催化作为一种环境友好型、低能耗的技术,在环境净化等领域倍受关注.传统光催化剂,如TiO2,ZnO,V2O5和WO3等具有较高的光敏性,其价格低廉,自然无毒,常用于光电反应的应用当中.然而,这些催化剂具有较宽的禁带宽度,只能在紫外光下响应.为此,设计一种较窄带隙的高可见光活性的光催化剂具有一定的意义.近年来,氯氧化铋光催化剂受到了越来越多的关注,其在紫外光下具有非常优异的光催化性能.并且,研究者们已成功合成出非化学计量比的氯氧化铋,如Bi3O4C1 (2.60 eV),Bi12O17Cl2 (2.10 eV),Bi12O15Cl6 (2.86 eV)和Bi24O31Cl10 (2.70 eV)等光催化剂.研究表明,较低的C旧比可能会减小催化剂的带隙宽度,并提高其光催化性能;其中Bi12O17Cl2的Cl/O比最小,是最有潜力的氯氧化铋光催化剂.然而,Bi12O17Cl2具有较高的光生电子空穴复合率,会极大的减弱其光催化活性.因此,将Bi12O17Cl2与具有高稳定性,结构相似且空穴复合率低的BiOCl相结合,将会极大提高在可见光下Bi12O17Cl2的光催化活性.本文采用了超声水热法成功制备了具有高可见光催化活性的BiOCl-Bi12O17Cl2纳米复合材料,用于去除染料和药物废水.扫描电子显微镜和比表面积分析仪的结果表明,纳米复合材料具有良好的分散性,结构为花瓣形状,其平均厚度为20至50 nm,且具有较高的比表面积.紫外-可见漫反射和光致发光光谱分析表明,纳米复合材料具有良好的可见光吸收性能,并且光生电子空穴复合率远低于Bi12O17Cl2.其在可见光下降解罗丹明B(/环丙沙星)的动力学常数分别约为Bi12O17Cl2,BiOCl和P25的8.14 (/4.94),64.66(/1 1.91)和42.63(/36.07)倍.合适的形态,结构和光电性能是此纳米复合光催化剂具有优异光催化性能的原因.此外,该催化剂还显示出较宽的pH适用范围和优异的可重复利用性,有利于实际利用.机理研究表明,降解罗丹明B的主要活性物质是光生空穴和超氧自由基.总之,本文开发了一种绿色、稳定、高效的可见光光催化剂,对BiOCl基的光催化剂的研究作出了一定的贡献.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张涛	中国人民大学环境与自然资源学院	165	591	12.0	17.0
2	李雪梅	中国人民大学环境与自然资源学院	57	154	7.0	9.0
3	张光明	中国人民大学环境与自然资源学院	45	193	7.0	12.0
4	仙光	中国人民大学环境与自然资源学院	7	12	1.0	3.0
5	龙泽清	中国人民大学环境与自然资源学院	1	0	0.0	0.0