Bi2S3/CNFs复合材料制备及其光催化性能

作者：汪鸣凤; 申久英; 彭蕾; 刘润雨; 刘心中^*; 席北斗^*

来源：精细化工, 2021, 38(09): 1840-1847.

DOI：10.13550/j.jxhg.20210233

• Bi2S3
• CNFs
• 光催化
• 甲硝唑降解
• 自由基
• 催化技术

采用水热法制备硫化铋(Bi2S3)和活性纳米碳纤维掺杂硫化铋复合材料(Bi2S3/CNFs),以降解水溶液中甲硝唑(MTZ)抗生素。通过XRD、SEM、TEM、FTIR、XPS、UV-Vis和PL等对样品的晶型、形貌、结构、元素组成、表面官能团、光学性质进行了表征。结果表明,活性纳米碳纤维(CNFs)引入Bi2S3中,可降低光生电子-空穴对的复合速率,提高其光催化活性。在可见光照射下,考察了Bi2S3/CNFs复合材料光催化降解MTZ的活性,发现CNFs掺量为47%(以Bi2S3质量计,下同)、MTZ质量浓度为10 mg/L,复合材料用量为60 mg时,Bi2S3/CNFs复合材料光催化性能优异,在3 h内,MTZ的降解率为92%。Bi2S3/CNFs复合材料在3次循环后也表现出良好的稳定性和可回收性。活性基团捕获实验表明,羟基自由基(·OH)、光生空穴(h+)和超氧自由基(·O2–)参与了Bi2S3/CNFs对MTZ的降解,而·OH和h+是该体系的主要活性组分,并在此基础上初步探讨了光催化反应机理。

• 单位
  中国环境科学研究院; 福建工程学院