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BiOCl/ZnO复合光催化剂的制备及其光催化性能 *

2021-07-12牛凤兴高晓明张雪梅

功能材料 2021年6期
关键词:催化剂特征

牛凤兴,蒋 帅,高晓明,张雪梅

(延安大学 化学与化工学院,陕西省化学反应工程重点实验室,陕西 延安 716000)

0 引 言

半导体光催化技术具有反应速度快,条件温和,无二次污染及催化降解完全等优点,在染料废水及有机污染物治理等方面受到广泛关注[1-2]。ZnO是一种常用的n型半导体光催化剂,禁带宽度约为3.2 eV具有高效稳定、价廉无毒等优点,但由于ZnO的能带较高,对太阳光利用效率偏低,因而限制了其在光催化领域的广泛应用[3-4]。目前,国内外的研究学者采用金属掺杂[5]、非金属掺杂[6]、半导体复合[3-4,7]等多种手段改善ZnO的结构与性质,提高其光催化活性,并取得了一定成效。

氯氧化铋是一种p型半导体,其禁带宽度约为3.5 eV,是光催化降解水和空气污染物的良好催化剂,其缺点是只吸收紫外光,对太阳光利用效率偏低[8-10]。研究表明,半导体复合可以抑制光生电子和空穴的复合,提高其光催化效率[9,11]。如,M. Wachiraporn[12]等采用微波辅助水热法合成了微球状BiOBr/BiOCl复合材料,结果表明,BiOBr/BiOCl复合材料比纯BiOCl或纯BiOBr具有更好的光催化活性。Cheng J. S.[13]等采用简单的混合法制备了BiOCl/BiOF复合光催化剂,结果表明,BiOF和BiOCl中氧空位态的良好能带匹配导致电子空穴对的有效分离,在紫外可见光照射70 min,BiOCl/BiOF可使甲基橙的降解率达95%,活性明显优于BiOF(73%)或 BiOCl(88%)。

本文采用水热法制备BiOCl/ZnO复合光催化材料,以400W金卤灯为光源,邻苯二酚为模拟污染物,研究 BiOCl/ZnO的光催化降解活性及稳定性。

1 实验部分

1.1 试剂

六水合硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O,AR)、氯化钾(KCl,AR)和五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O,AR),天津市科密欧化学试剂有限公司;……

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