肖特基异质结Pt/Bi_(4)O_(5)Br_(2)的制备及其光催化性能研究

以Bi_(4)O_(5)Br_(2)为前驱体,通过静电吸附辅助光还原法成功制备了低负载量(0.05%~0.50%,质量分数)且高分散Pt纳米粒子修饰Bi_(4)O_(5)Br_(2)光催化剂体系.对一系列Pt/Bi_(4)O_(5)Br_(2)样品进行了降解双酚A(BPA)活性测试,结果表明,0.20%Pt/Bi_(4)O_(5)Br_(2)样品在模拟太阳光照射30 min对BPA的降解效率达96%,远高于单一Bi_(4)O_(5)Br_(2).通过一系列表征手段(XRD,SEM,TEM,XPS,UV-vis DRS,PL等)对催化剂的结构形貌、化学组分及光学性质进行了系统性研究.研究发现,0.20%Pt/Bi_(4)O_(5)Br_(2)复合物活性显著提高的主要原因归因于以下几点:第一,Pt作为电子捕获陷阱提高了光生电子-空穴的分离效率;第二,贵金属等离子共振效应提高其光利用效率;第三,Pt与Bi_(4)O_(5)Br_(2)构成肖特基异质结,提高了光生载流子利用率.此外,根据捕获剂实验证明光催化过程中主要的活性物种是h^(+)和·OH,并提出相应的反应机理,该结果为低含量贵金属修饰铋基材料提供一定的理论基础和指导意义.

金属元素修饰碳基材料光/电还原CO_(2)研究进展

推进“碳达峰碳中和”目标,缓解能源危机和实现CO_(2)减排,光/电催化技术可将CO_(2)还原为可再生碳氢燃料和高附加值化学品,被认为是经济有效的双赢策略。其中,高效光/电催化剂研制作为关键核心问题。碳基材料凭借其良好的物理化学稳定性、表面性质、独特导电性和优异吸附性能引起了广泛关注。更重要的是,对其引入金属活性组分,不但可以影响金属的表面形貌、粒径大小、分散性以及存在形式,而且与金属组分间的相互作用能控制金属与载体之间的电荷转移,增强催化剂对CO_(2)的吸附能力和催化转化效率。基于此,综述了碳基材料负载不同种类金属(Fe,Co,Ni,Cu和双金属)的制备方法,探讨了碳基材料与不同种类金属之间的结合方式对催化性能的影响规律,最后对碳基金属复合材料存在的问题以及未来的应用前景进行了总结与展望。

EDTA辅助水热法合成BiYO_(3)及其高效光还原CO_(2)性能研究

新型光催化剂的研制是光驱动下CO_(2)转化为高附加值化学品或燃料的核心问题,对实现“碳达峰·碳中和”目标具有重要意义。本文通过乙二胺四乙酸(EDTA)辅助水热法合成一系列新型Bi-Y-O光催化剂体系,发现样品的晶体结构随EDTA的添加量不同而发生变化。添加0.4 g EDTA或未添加EDTA时均可得到BiYO_(3)晶体,而添加0.8 g和1.2 g EDTA时分别制得Bi_(1.46)Y_(0.54)O_(3)和Bi_(3)YO_(6)晶体。光催化CO_(2)还原性能测试结果表明,添加0.4 g EDTA制备的BiYO_(3)具有最佳光催化CO_(2)还原活性,其CO产率为18.29μmol·g^(-1)·h^(-1),且3次循环使用后CO产率仍达17.32μmol·g^(-1)·h^(-1),明显高于其他样品。结合表征结果分析可知:EDTA的引入不仅可调控BiYO_(3)的结构形貌,而且拓宽其光响应范围、提高光生电子-空穴的分离效率,从而增强光催化还原CO_(2)性能,为新型高效B-Y-O光催化体系的研究提供基础科学数据。