(BiO)2CO3分級(jí)微球的表面修飾及其可見(jiàn)光催化凈化Nox的性能增強(qiáng)機(jī)理.pdf

1、NO作為主要的空氣污染物之一，引起了一系列重大的大氣環(huán)境污染問(wèn)題，如光化學(xué)煙霧、酸雨和灰霾等。光催化技術(shù)能充分利用太陽(yáng)能降解大氣環(huán)境中ppb級(jí)濃度的NO。在眾多的光催化劑中，(BiO)2CO3以其豐富的形貌和高光催化活性而引起了廣泛的研究興趣。但純的(BiO)2CO3只能被紫外光激發(fā)，為了使其具有可見(jiàn)光催化活性，本研究采用金屬和氧化石墨烯(GO)對(duì)其進(jìn)行表面修飾。以檸檬酸鉍和碳酸鈉為前驅(qū)體，分別加入一定含量的硝酸銀溶液、硫脲溶液和GO，

2、通過(guò)一步水熱法制備得到了Ag修飾(BiO)2CO3，Bi修飾(BiO)2CO3和GO修飾(BiO)2CO3樣品。采用XRD，SEM，TEM，F(xiàn)T-IR，Raman，XPS，N2吸附-脫附等溫線，UV-visDRS，PL，納秒級(jí)熒光衰減光譜和光電流等對(duì)合成樣品的微觀結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析，并測(cè)試了其可見(jiàn)光催化去除NO的性能。得到如下結(jié)論:
　　(1)貴金屬Ag修飾(BiO)2CO3體系:水熱過(guò)程中，Ag+被檸檬酸鉍中的檸檬酸根離

3、子還原成Ag單質(zhì)，沉積在(BiO)2CO3微球表面。與純(BiO)2CO3微球相比，新型Ag修飾(BiO)2CO3復(fù)合材料表現(xiàn)出了顯著增強(qiáng)的可見(jiàn)光催化活性，這歸因子Ag納米顆粒引起的SPR效應(yīng)，電子-空穴對(duì)的有效分離和載流子壽命延長(zhǎng)的協(xié)同作用。同時(shí)評(píng)價(jià)了Ag含量對(duì)(BiO)2CO3光催化性能的影響，負(fù)載5％Ag的樣品表現(xiàn)出最高的光催化活性。
　　(2)半金屬Bi修飾(BiO)2CO3體系:水熱過(guò)程中，硫脲充當(dāng)還原劑將Bi3+還原成

4、金屬Bi?；钚詼y(cè)試結(jié)果表明，樣品的可見(jiàn)光催化活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于金屬Bi單質(zhì)和(BiO)2CO3，這歸因于Bi的SPR效應(yīng)，電子-空穴對(duì)的有效分離和載流子壽命延長(zhǎng)的協(xié)同作用。Bi納米顆粒作為助催化劑的作用與貴金屬類似。Bi含量對(duì)(BiO)2CO3光催化性能具有顯著影響，負(fù)載5％Bi的樣品具有最好的光催化活性。同時(shí)，樣品還表現(xiàn)出了良好的光化學(xué)穩(wěn)定性和節(jié)能性。半金屬作為替代貴金屬的廉價(jià)助催化劑展現(xiàn)出巨大的潛力。
　　(3) GO修飾(BiO)

5、2CO3體系:(BiO)2CO3微球分散在GO薄膜上，形成了新穎的3D分級(jí)結(jié)構(gòu)。這種特殊的結(jié)構(gòu)具有增強(qiáng)的可見(jiàn)光催化活性，遠(yuǎn)高于純(BiO)2CO3。其優(yōu)異的活性可歸因于3D分級(jí)結(jié)構(gòu)與GO的耦合。一方面(BiO)2CO3微球特殊的3D分層結(jié)構(gòu)，既能產(chǎn)生多重光的散射和反射效應(yīng)，增加對(duì)可見(jiàn)光的捕獲，也能促進(jìn)光催化過(guò)程中反應(yīng)物和中間產(chǎn)物的快速轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸，為催化劑提供更多的活性位點(diǎn);另一方面GO自身優(yōu)越的電子遷移能力，能夠?qū)?BiO)2CO3的導(dǎo)