一步溶剂热法制备铋-氧化铋-溴氧化铋三元复合物及其可见光驱动催化降解亚甲基蓝

作者：袁小亚^*; 俞丽芯; 贾雯

来源：复合材料学报, 2023, 40(07): 3973-3985.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220909.002

• 溶剂热法
• BiOBr
• 光催化
• 氧空位
• 异质结
• 半导体光催化剂

构建表面等离子体共振(SPR)、氧空位、异质结是提升半导体光催化剂催化活性的有效方式之一。本文通过改变Bi(NO3)3与KBr的摩尔比，采用一步溶剂热法合成了具有SPR效应和氧空位的Bi-Bi2O3-BiOBr三元异质结复合材料。利用XRD、电子顺磁共振(EPR)、XPS、SEM、TEM、UV-vis等手段对所得产物的晶相、元素组成和微观形貌进行表征分析，考察Bi(NO3)3与KBr的摩尔比对三元复合物可见光驱动光催化降解亚甲基蓝(MB)活性的影响。结果表明：Bi-Bi2O3-BiOBr的催化活性依赖于Bi(NO3)3与KBr的摩尔比，但高于纯Bi2O3和BiOBr。Bi(NO3)3与KBr摩尔比为2∶1制备的2∶1-Bi-Bi2O3-BiOBr对MB展现了最佳光催化活性：在240 min的可见光照射下，2∶1-Bi-Bi2O3-BiOBr上对MB的去除率为95.07%，降解动力学符合准一级动力学，降解速率常数为2.90 h-1，分别是纯Bi2O3和BiOBr的5倍与6倍，经4次循环实验后，2∶1-BiBi2O3-BiOBr复合材料对MB的除去效率没有显著的降低。该物质优异的可见光光催化活性催化机制可归结为SPR效应、半导体异质结结构和氧空位的3种协同作用。本文合成特殊结构光催化剂的方法可推广到其他催化材料。

• 单位
  重庆交通大学