氯氧化铋/氧化亚铜复合材料的制备及其可见光催化性能

通过水热法成功制备了BiOCl/Cu2O复合材料,是一种良好的可见光响应的光催化剂。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)和电化学阻抗谱(EIS)等分析方法对BiOCl/Cu2O复合材料进行表征分析。以酸性橙(AO7)为目标污染物进行光催化降解实验,探究了BiOCl/Cu2O复合材料的光催化性能和降解机制。XRD结果表明,随着BiOCl含量的增多,BiOCl的衍射强度逐渐上升。SEM结果表明,BiOCl小纳米片附着在相对较大的八面体Cu2O表面形成复合结构。通过UV-vis和EIS分析结果可知,复合材料的带隙相较于Cu2O略微增大但其阻抗明显变小。降解实验结果表明,质量比为3:5的BiOCl/Cu2O复合材料在90 min时的可见光催化降解率(56.8%)明显高于Cu2O的降解率(26.3%),其降解速率常数(0.0093 min-1)是纯Cu2O(0.0033 min-1)的2.8倍。自由基捕获实验表明BiOCl/Cu2O复合材料光催化过程中起主要作用的活性物种是超氧自由基(·O-2)。6次循环降解实验后光催化剂BiOCl/Cu2O(3:5)对AO7的降解率仍可达到48.3%。BiOCl与Cu2O形成的异质结构在一定程度上降低了表面转移电阻,加快了光催化过程中光生电子的转移速率,提高了光生电子和空穴的分离率,增强了光催化效果。