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摘要
以尿素为氮化碳(g-C3N4)合成的前驱体,柠檬酸(CA)作为还原剂,以一步溶剂热法制备铋修饰BiOBr/g-C3N4异质结型复合光催化剂(简称Bi/BiOBr/g-C3N4).通过调控CA的投加量,实现了对Bi/BiOBr/g-C3N4可见光催化的可控制备,并以RhB为目标污染物研究其光催化活性.结果表明:(1)被还原在BiOBr表面上的Bi金属含量随还原剂CA投加量增加而增加,CA最佳投加量为2 mmol, Bi/BiOBr/g-C3N4的光生载流子的分离效率最高、禁带宽度最窄(2.43 eV).而未采用CA改性的BiOBr/g-C3N4,其禁带宽度为2.8 eV.(2)投加CA能调控BiOBr形貌(如结晶度、尺寸大小以及晶粒平均厚度),进而调控其光催化活性.当CA投加量为2 mmol时,BiOBr纳米微球大小适中,结晶度最高,晶粒平均厚度最小.(3)Bi修饰BiOBr/g-C3N4光催化剂对RhB的可见光降解率高达99.8%,其光催化降解速率达到0.097 k·min-1,是BiOBr/g-C3N4光催化速率(0.026 k·min-1)的3.73倍.(4)Bi/BiOBr/g-C3N4异质结光降解机理是:在Bi金属等离子体效应、BiOBr表面氧空缺与异质结的协同作用下,提高了Bi/BiOBr/g-C3N4异质结对可见光吸收能力和光生载流子的分离效率,从而实现对RhB的高效降解.
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