【摘 要】
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光催化是近些年崛起的新型污染控制手段,具有环保绿色无污染等特点,这项技术在污废水问题的处理方面展现出了强大的优越性,并且在以后的生态环境方面有着很大的潜力,光催化技术的关键是需找合适的半导体光催化材料,Ti O2等传统半导体材料因可见光吸收能力不足等缺点淡出了人们的视野中,为此寻找新型半导体材料成为人们的新的研究热点。铋基光催化剂在水环境修复中表现出优异的光催化性能,并逐渐在半导体光催化剂领域发挥
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光催化是近些年崛起的新型污染控制手段,具有环保绿色无污染等特点,这项技术在污废水问题的处理方面展现出了强大的优越性,并且在以后的生态环境方面有着很大的潜力,光催化技术的关键是需找合适的半导体光催化材料,Ti O2等传统半导体材料因可见光吸收能力不足等缺点淡出了人们的视野中,为此寻找新型半导体材料成为人们的新的研究热点。铋基光催化剂在水环境修复中表现出优异的光催化性能,并逐渐在半导体光催化剂领域发挥重要作用。但它电子空穴的复合率高、吸附性能差、稳定性不足,这些阻碍了在水处理过程中的实际应用,所以需要在铋基光催化剂的基础上进行进一步的改性才能满足实际的应用需求。碘酸氧铋（BiOIO3）的结构层为（Bi2O2）2+和（IO3）-交替错落,带隙较广,在紫外光下响应旺盛,显示了良好的紫外光下催化特性,但在可见光下响应不足,严重影响了它对太阳光的利用,为了拓宽碘酸氧铋的光响应范围,改善其可见光利用率低等问题,本研究通过构建异质结来对其进行性能优化,具体内容如下:（1）采用水热法合成了Bi OBr和BiOIO3,通过超声浸渍法合成了一系列Bi OBr/BiOIO3复合材料。XRD、FT-IR分析了材料的相结构和化学键,光致发光光谱证实复合相Bi OBr/BiOIO3具有更低的光生载流子复合效率;Bi OBr/BiOIO3体系具有更佳的模拟太阳光降解罗丹明B（Rh B）和环丙沙星（CIP）的性能,在光反应60 min和120 min后对Rh B和CIP的降解率达到98.25%和82.6%,并且1.4-Bi OBr/BiOIO3在经过了5次重复实验后,对Rh B的降解率仍可达85%以上;猝灭实验证明了此体系中的主要活性物种是超氧自由基（·O2-）,而空穴（h+）起重要的辅助作用,并且Bi OBr/BiOIO3体系具有良好的稳定性。（2）采用水热法合成了BiOIO3和Bi2O4,通过超声浸渍法合成了一系列BiOIO3/Bi2O4复合材料。与单一相催化剂比较,复合材料显示出了更强大的光接收能力,PL结果也表明,Bi2O4的加入能高效限制电子-空穴的复合,BiOIO3/Bi2O4体系具有更佳的模拟太阳光降解罗丹明B（Rh B）和环丙沙星（CIP）的性能,经过60 min和120 min可见光照射。0.9-BiOIO3/Bi2O4复合物对Rh B和CIP的降解率分别为97.6%和85.4%,在进行了5个循环试验后,复合物对Rh B的降解率达90%以上,这种复合型催化剂拥有高催化降解性能主要是由于其电子-空穴分离率高,抑制率高,拥有更出色的光吸收能力。（3）首先采用水热法制成BiOIO3,再通过原位生长法一步合成BiOIO3/Bi4O5I2复合材料,采用XRD、SEM、TEM、XPS、BET等一系列手段对制备的材料进行表征分析,PL显示出BiOIO3/Bi4O5I2体系具有比二者单相更广的光学响应范围以及更低的载流子复合效率;光催化降解实验表明BiOIO3/Bi4O5I2体系具有更加出色的可见光催化降解性能,经过60 min和120 min可见光照射,0.6-BiOIO3/Bi4O5I2对罗丹明B和环丙沙星的去除率可达97.13%和86.1%,初步判断是由于BiOIO3与Bi4O5I2复合成功,两种材料的能级匹配,异质结的构建提高了电子的寿命。
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