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金属Bi原位修饰具有(110)暴露面和表面氧空位的BiOBr以增强太阳光催化降解气相正己烷
被引量:
5
1
作者
余晴晴
陈江耀
+4 位作者
李彦旭
温美成
刘宏利
李桂英
安太成
《Chinese Journal of Catalysis》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期1603-1612,共10页
烷烃是石油化工行业排放的一类重要的人为污染物.烷烃排放到大气后,很容易与大气中的活性物质发生反应,转化为复杂的臭氧和有机气溶胶等二次污染物.而这些二次污染物对大气环境和人类的负面影响更为显著.因此,有效地消除排放源中的烷烃...
烷烃是石油化工行业排放的一类重要的人为污染物.烷烃排放到大气后,很容易与大气中的活性物质发生反应,转化为复杂的臭氧和有机气溶胶等二次污染物.而这些二次污染物对大气环境和人类的负面影响更为显著.因此,有效地消除排放源中的烷烃以实现对大气环境和人类健康的保护是迫切需要的.近些年来,基于太阳光和Bi基半导体的光催化降解气相污染物受到了研究人员的广泛关注.然而,目前有关光催化在气相直链烷烃净化中的应用仍然很少.本文采用溶剂法合成了一系列Bi/BiOBr复合材料,并将其应用于太阳光催化降解典型的气相直链烷烃正己烷.XRD, SEM和TEM表征结果表明,反应溶剂中官能团数量的增加(从甲醇、乙二醇到甘油)和溶剂热温度的提高(从160, 180到200℃)均有助于实现具有(110)暴露面的BiOBr纳米板上金属Bi纳米球的原位修饰.同时Raman和XPS表征结果表明, Bi与BiOBr在(110)暴露面上形成了化学键,进而导致表面氧空位形成.在实验室自制的光催化反应器中研究了Bi/BiOBr复合材料的太阳光催化降解正己烷性能.120 min的降解反应结果表明,适量金属Bi原位修饰有利于促进BiOBr对正己烷的太阳光催化降解性能(初始浓度为15 ppmv的正己烷去除效率最高达97.4%).进一步结合UV-Vis, EPR,光电流和PL的表征结果发现,适量Bi原位修饰Bi OBr后复合材料表现出更高的可见光响应、更窄的带隙、更大的光电流、更低的电荷载流子复合率以及更强的·O2–和h+形成,最终实现高的光催化性能.本文的结论可有效拓宽Bi基光催化技术在净化石油化工行业排放的气体直链污染物中的应用.
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关键词
Bi/BiOBr复合材料
(
110
)
暴露
面
表
面
氧空位
太阳光催化
气相烷烃降解
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职称材料
题名
金属Bi原位修饰具有(110)暴露面和表面氧空位的BiOBr以增强太阳光催化降解气相正己烷
被引量:
5
1
作者
余晴晴
陈江耀
李彦旭
温美成
刘宏利
李桂英
安太成
机构
广东工业大学环境健康与污染控制研究院
汕头广工大协同创新研究院
出处
《Chinese Journal of Catalysis》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期1603-1612,共10页
基金
国家自然科学基金(21777032,41425015)
广东省珠江人才计划本土创新科研团队项目(2017BT01Z032)
广东省教育厅创新团队项目(2017KCXTD012).
文摘
烷烃是石油化工行业排放的一类重要的人为污染物.烷烃排放到大气后,很容易与大气中的活性物质发生反应,转化为复杂的臭氧和有机气溶胶等二次污染物.而这些二次污染物对大气环境和人类的负面影响更为显著.因此,有效地消除排放源中的烷烃以实现对大气环境和人类健康的保护是迫切需要的.近些年来,基于太阳光和Bi基半导体的光催化降解气相污染物受到了研究人员的广泛关注.然而,目前有关光催化在气相直链烷烃净化中的应用仍然很少.本文采用溶剂法合成了一系列Bi/BiOBr复合材料,并将其应用于太阳光催化降解典型的气相直链烷烃正己烷.XRD, SEM和TEM表征结果表明,反应溶剂中官能团数量的增加(从甲醇、乙二醇到甘油)和溶剂热温度的提高(从160, 180到200℃)均有助于实现具有(110)暴露面的BiOBr纳米板上金属Bi纳米球的原位修饰.同时Raman和XPS表征结果表明, Bi与BiOBr在(110)暴露面上形成了化学键,进而导致表面氧空位形成.在实验室自制的光催化反应器中研究了Bi/BiOBr复合材料的太阳光催化降解正己烷性能.120 min的降解反应结果表明,适量金属Bi原位修饰有利于促进BiOBr对正己烷的太阳光催化降解性能(初始浓度为15 ppmv的正己烷去除效率最高达97.4%).进一步结合UV-Vis, EPR,光电流和PL的表征结果发现,适量Bi原位修饰Bi OBr后复合材料表现出更高的可见光响应、更窄的带隙、更大的光电流、更低的电荷载流子复合率以及更强的·O2–和h+形成,最终实现高的光催化性能.本文的结论可有效拓宽Bi基光催化技术在净化石油化工行业排放的气体直链污染物中的应用.
关键词
Bi/BiOBr复合材料
(
110
)
暴露
面
表
面
氧空位
太阳光催化
气相烷烃降解
Keywords
Bi/BiOBr composite
Exposed(
110
〕facet
surface oxygen vacancy
Solar light photocatalysis
Degradation of gaseous alkane
分类号
X78 [环境科学与工程—环境工程]
O643.36 [理学—物理化学]
O644.1 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
金属Bi原位修饰具有(110)暴露面和表面氧空位的BiOBr以增强太阳光催化降解气相正己烷
余晴晴
陈江耀
李彦旭
温美成
刘宏利
李桂英
安太成
《Chinese Journal of Catalysis》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
5
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职称材料
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