微球狀Bi3 O4 Cl/BiOI復合光催化劑的制備及性能

程良良,肖逸帆,王 奕,丁婷婷,肖新顏

(華南理工大學 化學與化工學院，廣東 廣州510641)

隨著科學技術和工業的迅猛發展，人類正面臨著日益嚴重的環境污染和能源短缺問題。光催化技術可以利用豐富的太陽能，產生活性自由基來降解對環境有害的物質，實現能量的轉化，引起了人們廣泛的關注[1]。在各種光催化劑中，由于BiOX(X＝Cl，Br和I)具有復雜的能帶結構和獨特的Sillén層狀結構，引起眾多研究者的興趣[2]。Bi3O4Cl屬于Sillén家族中的一員，[Bi3O4]穿插在兩個Cl離子中間交替排列形成獨特的晶體結構，這種結構可以提供足夠的空間極化相關的原子和軌道，形成內建電場。形成的電場可以促進光生載流子的分離效率，提高光催化活性[3]。雖然Bi3O4Cl具有合適的能帶結構(2.76 e V)，可以被可見光激發，但它的可見光響應范圍小、載流子的遷移速度慢，導致其應用受到極大的限制[4]。與其他具有合適能帶結構的半導體光催化劑復合，構建復合光催化劑是一種能有效解決上述問題的方法之一。HUANG等[5]在水熱條件下通過離子交換法制備了AgCl/Bi3O4Cl復合光催化劑，發現AgCl的引入可以增加比表面積，提高光生載流子的分離效率和光吸收能力。光催化活性評價結果表明，復合光催化劑對羅丹明B(Rh B)的降解率分別比單純AgCl和Bi3O4Cl高2.2和2.4倍。MA等[6]通過一種簡單的混合與煅燒法制備了Bi3O4Cl/g-C3N4復合光催化劑，發現Bi3O4Cl與g-C3N4復合可以增加催化劑的比表面積，發揮二者的協同效應，促進光生載流子的分離。

BiOI的禁帶寬度較窄、可見光響應強，可以作為光敏劑改性其他帶隙較寬的半導體(如，Zn-和BiOCl[9])。……