改性球形铁酸铋纳米材料的制备及光催化性能

作者：杜泽; 林宁; 匡代洪^*; 王文全; 史豪; 唐欣; 侯亮

来源：科学技术与工程, 2022, 22(33): 14592-14598.

• BiFeO3
• 掺杂
• 刚果红
• 光催化机理

随着水污染的加剧，研究环保高效的新型水污染处理技术尤为重要。采用溶胶-凝胶法制备了过渡金属离子La改性的BiFeO3球形光催化材料，利用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)、紫外-可见分光光度法(ultraviolet-visible spectroscopy, UV-Vis)、振动样品磁强计(vibrating sample magnetometer, VSM)等表征手段对La掺杂的BiFeO3粉末的结构、光学及磁性进行分析，并以刚果红和实际环境污水为目标污染物，探究其光催化性能。结果表明，La掺杂的BiFeO3纳米颗粒呈球状且具有较小的粒径，La的引入不仅影响了BiFeO3的磁性，还使其带隙由2.67 eV减小到2.02 eV。通过调控La的掺杂量，可有效提升BiFeO3的光催化降解效率，当La掺杂量为5%时，可以将实际污染水体中的化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)浓度降低40%。同时，在光催化60 min时可将浓度为20 mg/L的刚果红溶液完全降解，比同一时间BiFeO3催化效果提高了85.7%。相关机理研究结果表明La掺杂BiFeO3光催化剂降解刚果红时，起主要催化作用的活性物质是空穴。

• 单位
  数理学院; 新疆农业大学