BiOI/BiOBr_(0.9)I_(0.1)光催化剂的制备及其对2,4-二氯苯氧乙酸的降解性能

农药污染严重危害生态环境和饮用水安全。采用溶剂热法制备一种新型高效的BiOI/BiOBr_(0.9)I_(0.1)光催化剂。通过XRD、SEM、XPS、UV-vis DRS、PL、EIS等手段表征其结构、形貌和光学性能等理化性质。制备的BiOI/BiOBr_(0.9)I_(0.1)呈团簇状堆积结构,有助于活性位点的增加,固溶体和异质结两种策略的结合拓宽了BiOBr的光响应范围,有效防止光生电子-空穴对在BiOI/BiOBr_(0.9)I_(0.1)内部复合并提高产生光生载流子的氧化还原能力。光催化实验结果表明,合成的15wt%BiOI/BiOBr_(0.9)I_(0.1)在可见光下对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)有最佳的光催化性能,120 min降解2,4-D效率最高可达95%,4次循环实验后降解率仍达到80.9%。结合捕获实验与电子自旋共振(ESR)技术结果可以证实·O_(2)^(−)和h^(+)是主要的活性物种。制备的BiOBr_(0.9)I_(0.1)能有效调节BiOBr能带结构。BiOBr_(0.9)I_(0.1)和BiOI构成的异质结符合Z型异质结特点,构建异质结和固溶体两方法之间可在增强BiOBr光催化活性上产生协同作用。

Fe^(3+)掺杂BiOCl光催化剂降解盐酸四环素的性能

盐酸四环素(TC-HCl)结构稳定,可通过排泄物释放到水环境,对水生系统和人体健康构成潜在威胁。BiOCl作为备受关注的光催化材料之一,太阳光利用率低和光生电子-空穴对复合率高的问题限制了其发展应用。本文在不添加表面活性剂的情况下,采用一锅溶剂热法合成了由二维纳米片自组装的Fe掺杂BiOCl多孔微球,研究其对TC-HCl的降解性能。结果表明:Fe掺杂缩小了BiOCl的禁带宽度,从而提高其光吸收强度并拓宽其光响应范围至可见光区;Fe掺杂加速了光生载流子的分离,提升了BiOCl的光催化性能。制得的0.15-Fe/BiOCl对TC-HCl(30 mg/L)的去除效果最佳,经暗吸附和光催化过程后去除率可达92%。本文结合实验结果阐述了Fe掺杂BiOCl在可见光下光催化降解TC-HCl的机制,分析了导致循环活性降低的原因,为制备具有高效光催化活性的过渡金属掺杂BiOCl材料提供了一种有前景的方法,并为改善材料循环活性提供了可行的见解。