李冬梅,卢文聪,梁奕聪,王逸之,陈海强,李俊添,谢震宇

Bi5O7I/g-C3N4Z型异质结的常温沉淀制备及其光催化性能研究

李冬梅1*,卢文聪1,梁奕聪1,王逸之2,陈海强1,李俊添1,谢震宇3

(1.广东工业大学土木与交通工程学院,广东 广州 510006；2.麻省理工学院大脑与认知科学系,美国 麻州 02139；3.复旦大学物理学系,上海 200433)

以Bi(NO3)3·5H2O､KI和g-C3N4为前驱体,采用常温沉淀法制备Bi5O7I/g-C3N4Z型异质结复合光催化剂,表征其光吸收性能､微观形貌､光生电子-空穴的分离效率等特性,研究新型光催化剂对RhB的可见光催化降解性能,探讨其可见光催化过程活性基团种类以及作用机理.结果表明:利用沉淀法合成Bi5O7I/g-C3N4的条件为:Bi(NO3)3·5H2O､KI和g-C3N4的投加量分别为4.85g､1.66g和1.61g,乙二醇的用量为50mL,反应液的pH值为12,反应搅拌速度为200r/min,反应温度为25℃.Bi5O7I/g-C3N4异质结无杂相生成且纯度高,异质结复合发生在g-C3N4的(002)晶面和Bi5O7I的(203)晶面,但g-C3N4和Bi5O7I的化学结构未受影响.Bi5O7I/g-C3N4呈三维纳米花瓣形貌结构,为光生电子-空穴的迁移提供了大量的接触位点.Bi5O7I的g-C3N4掺杂改性使其光催化活性显著增强,其光吸收边缘由425nm红移至462nm,Bi5O7I/g-C3N4的能带排列结构与Z型异质结匹配,促进了光生电子-空穴的分离.其光电流密度(11.5mA/cm)约为g-C3N4和Bi5O7I对应值的2.66倍和1.47倍.Bi5O7I/g-C3N4对罗丹明B的可见光催化降解率为93.9%,显著高于g-C3N4(58%)和Bi5O7I(49.7%)的降解效果,其光催化氧化活性主要来自羟基基团､超氧基团和光生空穴等中间态自由基.

常温沉淀法；Bi5O7I/g-C3N4；Z型异质结；可见光催化性能

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