CeO2/BiOCl 复合材料的合成及其可见光催化性能研究
2021-03-24江茂坤夏雪晴刘成宝钱君超陈志刚
江茂坤, 夏雪晴, 刘成宝, 金 涛, 钱君超, 陈志刚
(苏州科技大学 材料科学与工程学院,江苏 苏州215009;江苏省环境功能材料重点实验室,江苏 苏州215009)
随着社会经济的发展,可再生能源以及环境污染问题持续受到全世界研究人员的普遍关注[1]。 光催化降解法由于具有高效性、可持续性、低毒性和价格低廉等特点,被认为是最有效和最有前途的去除环境污染物的方法之一[2-3]。 目前,光催化技术的量子产率普遍不高,远未达到可产业化应用的程度。 例如最常见的光催化剂是仅能被紫外光激活的TiO2[4],其对可见光的吸收效果不佳,并且半导体内的光生电子-空穴对的快速复合是其主要缺点[5]。 为了克服这些缺点,研究者已在材料结构的设计、掺杂、异质结的构建等方面做了大量工作。
卤氧化铋BiOX(X=Cl、Br、I)作为铋系光催化剂的一种[6],其典型二维(2D)结构带来的独特的电子结构和高稳定性受到研究者的广泛关注。其中氯氧化铋(BiOCl)为P 型半导体[7],是由[Cl-Bi-O-Bi-Cl]堆积成的四方形层状结构,中心原子铋原子被四个氧原子和四个氯原子包围形成不对称十面体形[8]。 另外,BiOCl 属于间接跃迁带隙,会在一定程度上抑制电子和空穴的复合,促进其转移,因此BiOCl 具有较高的光催化性能[9]。 但是,二维BiOCl 光催化剂依然存在诸多问题,如低的载流子迁移率、光生电子-空穴对的快速复合等[10-11]。
二氧化铈(CeO2)作为廉价的稀土氧化物,由于存在Ce3+和Ce4+氧化态之间的快速和可逆的转换,具有优良的电学和光学性能[12-13],另外它还具有无毒、高储氧能力等特点,是催化氧化反应中有前途的载体材料之一[14-15]。……
