Bi4O5Br2/Ti3C2-Ru复合光催化剂的合成及其对磺胺甲噁唑药物废水降解性能研究

作者：张雷; 李瑞; 樊彩梅^*

来源：人工晶体学报, 2022, 51(07): 1248-1256.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2022.07.009

• Bi4O5Br2/Ti3C2-Ru
• 复合光催化剂
• 磺胺甲噁唑
• 电子-空穴-分离效率
• 电子定向转移
• 光催化降解

BixOyBrz光催化剂在有机药物废水处理领域有着非常广阔的潜在应用价值，但光生电子-空穴对的快速复合限制了其应用。本文选用具有优良电子传递性能的Ti3C2作为助催化剂，首先利用Ti3C2表面丰富的Ti空位缺陷和高还原能力，制备了Ti3C2-Ru助催化剂，接着利用Ti3C2表面官能团与Bi3+的离子键合力实现了Bi4O5Br2在Ti3C2-Ru表面的原位生长，得到Bi4O5Br2/Ti3C2-Ru复合光催化剂，从而实现了电子由Bi4O5Br2到Ti3C2再到反应活性位点Ru的定向传递，最终使催化剂具有较高的光生载流子分离率和较低的界面电荷转移阻力，有效抑制了光生电子-空穴对的复合。同时以磺胺甲噁唑(SMX)为模拟药物污染物进行了光催化性能测试，结果表明所制备的Bi4O5Br2/Ti3C2-Ru复合光催化剂展示出了优异的光催化降解SMX性能，在可见光下照射75 min, SMX的降解率达到95.1%,相较于纯的Bi4O5Br2和Bi4O5Br2/Ti3C2催化剂，其降解率分别提升了36.9个百分点和25.3个百分点。最后基于自由基捕获实验和催化剂能带结构分析提出了所制催化剂的降解机理。研究结果可为构建具有药物废水净化功能的光催化剂提供设计思路。

• 单位
  太原理工大学