微球状Bi3 O4 Cl/BiOI复合光催化剂的制备及性能
2021-04-10程良良肖逸帆丁婷婷肖新颜
程良良,肖逸帆,王 奕,丁婷婷,肖新颜
(华南理工大学 化学与化工学院,广东 广州510641)
随着科学技术和工业的迅猛发展,人类正面临着日益严重的环境污染和能源短缺问题。光催化技术可以利用丰富的太阳能,产生活性自由基来降解对环境有害的物质,实现能量的转化,引起了人们广泛的关注[1]。在各种光催化剂中,由于BiOX(X=Cl,Br和I)具有复杂的能带结构和独特的Sillén层状结构,引起众多研究者的兴趣[2]。Bi3O4Cl属于Sillén家族中的一员,[Bi3O4]穿插在两个Cl离子中间交替排列形成独特的晶体结构,这种结构可以提供足够的空间极化相关的原子和轨道,形成内建电场。形成的电场可以促进光生载流子的分离效率,提高光催化活性[3]。虽然Bi3O4Cl具有合适的能带结构(2.76 e V),可以被可见光激发,但它的可见光响应范围小、载流子的迁移速度慢,导致其应用受到极大的限制[4]。与其他具有合适能带结构的半导体光催化剂复合,构建复合光催化剂是一种能有效解决上述问题的方法之一。HUANG等[5]在水热条件下通过离子交换法制备了AgCl/Bi3O4Cl复合光催化剂,发现AgCl的引入可以增加比表面积,提高光生载流子的分离效率和光吸收能力。光催化活性评价结果表明,复合光催化剂对罗丹明B(Rh B)的降解率分别比单纯AgCl和Bi3O4Cl高2.2和2.4倍。MA等[6]通过一种简单的混合与煅烧法制备了Bi3O4Cl/g-C3N4复合光催化剂,发现Bi3O4Cl与g-C3N4复合可以增加催化剂的比表面积,发挥二者的协同效应,促进光生载流子的分离。
BiOI的禁带宽度较窄、可见光响应强,可以作为光敏剂改性其他带隙较宽的半导体(如,Zn-和BiOCl[9])。……