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BiOCl0.9I0.1/β-Bi2O3复合材料在模拟太阳光下光催化降解盐酸四环素性能
被引量:
5
1
作者
马雄
陈凯怡
+5 位作者
牛斌
李艳
王磊
黄静伟
佘厚德
王其召
《Chinese Journal of Catalysis》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期1535-1543,共9页
盐酸四环素(TCH)是一种常见且广泛用于制药保健和兽医领域的抗生素,水生环境中的TCH残留物可诱导抗生素抗性病原体的发展,并对人类健康具有潜在的长期威胁.然而,传统的物理吸附和生物降解方法很难实现对TCH的降解.光催化技术由于其高效...
盐酸四环素(TCH)是一种常见且广泛用于制药保健和兽医领域的抗生素,水生环境中的TCH残留物可诱导抗生素抗性病原体的发展,并对人类健康具有潜在的长期威胁.然而,传统的物理吸附和生物降解方法很难实现对TCH的降解.光催化技术由于其高效,简单的操作和低成本被认为是降解TCH的实用方法.Bi OX (X=Cl,Br和I)是具有间接带隙的半导体,其光生载流子的复合概率相对较低,因而在光催化中有着广泛应用.但是,当单独Bi OX作为光催化材料时,其电子-空穴对分离弱、载流子传输慢,从而使Bi OX不能很好的在光催化领域发挥作用.为了缓解或解决此限制性因素,将卤氧化物BiOCl0.9I0.1与半导体β–Bi2O3复合,通过在光照下降解20 mg·L–1的TCH来评价复合材料的光催化性能.基于此,本文采用电子扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、和电流时间(i–t)等对其进行了表征和活性测试,通过UV–vis漫反射光谱, Mott-Schottky图和XPS光谱,分析样品的相对VB和CB边缘位置和元素价态;通过能带评价,探讨了BiOCl0.9I0.1/15%β–Bi2O3在TCH降解过程中光催化活性的可能机理.SEM分析表明,纯BiOCl0.9I0.1样品是方形纳米片且尺寸约为100 nm,其规则地成形并层层覆盖.将制备的BiOCl0.9I0.1/15%β-Bi2O3复合物的基本形态与纯BiOCl0.9I0.1和纯β–Bi2O3进行比较,纯β–Bi2O3为块状结构,形成复合物后, BiOCl0.9I0.1纳米片作为组分嵌入β–Bi2O3块中, BiOCl0.9I0.1纳米片在β–Bi2O3表面部分聚集成最终覆盖整个表面的小花状微结构.BiOCl0.9I0.1纳米片的存在极大地增加了复合物的比表面积,并为反应提供了更多的活性位点.HRTEM表征结果进一步确认了上述结果.紫外漫反射吸收光谱表明,β-Bi2O3能有效增加BiOCl0.9I0.1对可见光的吸收,增加了对光的利用率.光催化性能测试表明在光照120 min后, BiOCl0.9I0.1/15%β–Bi2O3复合材料的样品中TCH的降解率达到了82.4%,而BiOCl0.9I0.1,β-Bi2O3, BiOCl0.9I0.1/5%β-Bi2O3, BiOCl0.9I0.1/10%β-Bi2O3和BiOCl0.9I0.1/20%β-Bi2O3等复合样品的TCH的降解率仅分别为54.8%, 21.0%, 70.0%, 73.2%和79.9%,说明BiOCl0.9I0.1/15%β-Bi2O3对水中的盐酸四环素有很好的降解作用.为了探索TCH光降解中涉及的活性物质,我们进行了一系列清除试验,得出TCH光降解的主要活性物质是·O2–和·OH.为了研究BiOCl0.9I0.1/x%β-Bi2O3复合催化剂的重复使用性能,将反应后的样品粉末收集,并在相同条件下重复使用三次.结果发现,BiOCl0.9I0.1/15%β-Bi2O3的光催化活性未见显著降低,表明它具有优异的稳定性和可再利用性.
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关键词
biocl0.9i0.1/β-bi2o3光降解
盐酸四环素
光催化
模拟太阳光
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职称材料
题名
BiOCl0.9I0.1/β-Bi2O3复合材料在模拟太阳光下光催化降解盐酸四环素性能
被引量:
5
1
作者
马雄
陈凯怡
牛斌
李艳
王磊
黄静伟
佘厚德
王其召
机构
长安大学环境科学与工程学院
西北师范大学化学化工学院
出处
《Chinese Journal of Catalysis》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期1535-1543,共9页
基金
国家自然科学基金(21663027,21808189)
甘肃省科技支撑项目(1504GKCA027)
中央高校基本科研业务费领军人才项目(300102299304).
文摘
盐酸四环素(TCH)是一种常见且广泛用于制药保健和兽医领域的抗生素,水生环境中的TCH残留物可诱导抗生素抗性病原体的发展,并对人类健康具有潜在的长期威胁.然而,传统的物理吸附和生物降解方法很难实现对TCH的降解.光催化技术由于其高效,简单的操作和低成本被认为是降解TCH的实用方法.Bi OX (X=Cl,Br和I)是具有间接带隙的半导体,其光生载流子的复合概率相对较低,因而在光催化中有着广泛应用.但是,当单独Bi OX作为光催化材料时,其电子-空穴对分离弱、载流子传输慢,从而使Bi OX不能很好的在光催化领域发挥作用.为了缓解或解决此限制性因素,将卤氧化物BiOCl0.9I0.1与半导体β–Bi2O3复合,通过在光照下降解20 mg·L–1的TCH来评价复合材料的光催化性能.基于此,本文采用电子扫描电镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、和电流时间(i–t)等对其进行了表征和活性测试,通过UV–vis漫反射光谱, Mott-Schottky图和XPS光谱,分析样品的相对VB和CB边缘位置和元素价态;通过能带评价,探讨了BiOCl0.9I0.1/15%β–Bi2O3在TCH降解过程中光催化活性的可能机理.SEM分析表明,纯BiOCl0.9I0.1样品是方形纳米片且尺寸约为100 nm,其规则地成形并层层覆盖.将制备的BiOCl0.9I0.1/15%β-Bi2O3复合物的基本形态与纯BiOCl0.9I0.1和纯β–Bi2O3进行比较,纯β–Bi2O3为块状结构,形成复合物后, BiOCl0.9I0.1纳米片作为组分嵌入β–Bi2O3块中, BiOCl0.9I0.1纳米片在β–Bi2O3表面部分聚集成最终覆盖整个表面的小花状微结构.BiOCl0.9I0.1纳米片的存在极大地增加了复合物的比表面积,并为反应提供了更多的活性位点.HRTEM表征结果进一步确认了上述结果.紫外漫反射吸收光谱表明,β-Bi2O3能有效增加BiOCl0.9I0.1对可见光的吸收,增加了对光的利用率.光催化性能测试表明在光照120 min后, BiOCl0.9I0.1/15%β–Bi2O3复合材料的样品中TCH的降解率达到了82.4%,而BiOCl0.9I0.1,β-Bi2O3, BiOCl0.9I0.1/5%β-Bi2O3, BiOCl0.9I0.1/10%β-Bi2O3和BiOCl0.9I0.1/20%β-Bi2O3等复合样品的TCH的降解率仅分别为54.8%, 21.0%, 70.0%, 73.2%和79.9%,说明BiOCl0.9I0.1/15%β-Bi2O3对水中的盐酸四环素有很好的降解作用.为了探索TCH光降解中涉及的活性物质,我们进行了一系列清除试验,得出TCH光降解的主要活性物质是·O2–和·OH.为了研究BiOCl0.9I0.1/x%β-Bi2O3复合催化剂的重复使用性能,将反应后的样品粉末收集,并在相同条件下重复使用三次.结果发现,BiOCl0.9I0.1/15%β-Bi2O3的光催化活性未见显著降低,表明它具有优异的稳定性和可再利用性.
关键词
biocl0.9i0.1/β-bi2o3光降解
盐酸四环素
光催化
模拟太阳光
Keywords
biocl
0.9i
0.1/β
-bi
2
o
3
Degradati
o
n
Tetracycline hydr
o
chl
o
ride
Ph
o
t
o
catalysis
Simulated sunlight
分类号
X703 [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
BiOCl0.9I0.1/β-Bi2O3复合材料在模拟太阳光下光催化降解盐酸四环素性能
马雄
陈凯怡
牛斌
李艳
王磊
黄静伟
佘厚德
王其召
《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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