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纳米BiOBr微球的合成及光催化性能研究*

2021-10-14胡创伟蔡能斌

化学工程师 2021年9期

胡创伟,宋 阳,蔡能斌,丁 军

(哈尔滨理工大学 材料科学与化学工程学院,黑龙江 哈尔滨150040)

当前随着工业化的迅猛发展,水体环境污染的问题日益突出,纳米溴氧化铋(BiOBr)由于能带带隙能为2.7eV,可作为可见光催化材料用于降解水中污染物。可见光占入射太阳能的43%,因此,用可见光催化BiOBr高效降解环境中污染物是一个值得探讨的研究方向[1-3]。目前,已经制备出的BiOBr多为片状,本文讨论采用溶剂热法制备微球状的BiOBr。

1 实验部分

1.1 药品与仪器

本实验的试剂及化学药品均从麦克林化学试剂公司购买。

采用X'Pert PRO型多功能粉末衍射仪(荷兰帕纳科公司),具有Cu靶,波长0.154065mm,工作电压40kV,工作电流40mA的X射线衍射仪(XRD),扫描范围5°~80°,分析测试样品BiOBr粉体的物相组成结构。用Apreo C型扫描电子显微镜(SEM)(美国Thermoscientific公司),1kV加速电压下的分辨率10nm,研究BiOBr样品的微观结构和形态;自制可控温光催化箱;H1850型高速离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司)。

1.2 样品的制备

关于BiOBr微球的制备方法结合有关文献的报道[4,5],进行了一些修改后制定。本研究项目中所采用的制备方法是以溶剂热法利用水热反应釜一步合成BiOBr,其中,相对于1mmol的BiOBr,溴的加入量分别为0.9、1.0、1.1、1.2mmol。分别命名为BiOBr0.9,BiOBr1.0,BiOBr1.1,BiOBr1.2。

制备方法 将Bi(NO3)3·5H2O(1mmol)和PVP(0.3g)的混合溶液逐滴滴加到含有化学计量比的KBr的乙二醇(EG)溶液中,Br/Bi摩尔比分别为0.9,1.0,1.1,1.2。将混合液磁力搅拌60min后转移到50mL不锈钢高压反应釜中。将高压反应釜置于160℃持续加热24h,自然降温至室温。产物为黄白色固体粉末,经高速离心收集后,先用去离子水、后用无水乙醇洗涤,共4次,最后在50℃下干燥8h。……

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