BiOBr／BiVO4异质结薄膜的制备及其光催化性能研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
种： 单 斜 白钨矿 结 构 、 四方 白钨 矿结 构 和 四方锆 石结 异 质结 薄 膜 展示 出 了其 优 于 纯 Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 薄膜 的光催 化 构． 其 中， 单 斜 白钨 矿 型 Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 价带位置较正 ， 半 导 性能 ， 并且薄膜光催化剂使光催化剂得到固定 ， 避免 体 的禁 带 宽 度 为 ２ ． ４ ｅ Ｖ， 低于Ｔ ｉ Ｏ ： 的禁 带 宽 度 （ ３ ． ２ 实际应用 中粉末状光催化剂存在与水难分离和催化 ｅ Ｖ） ， 具 有 可见光 响应 ， 能 有效 地利 用 太 阳能 ， 其 理论 剂损 失 的 问题 ． 并对 Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ 与Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 的复合对 材料 光
变， Ｂ ｉ ＯＢ ｒ 为 四 方 氟氯铅 矿 型 ， 且 均 具 有较 高的 结 晶度 和 纯度 ． 在模 拟 太 阳光 的 辐射 下 ， 以亚 甲基 蓝染料为 目标污染物 ， 对薄膜光催化剂的光催化性能进行评价 ． 光催化降解结果表明， 在光下照射
３ ｈ 后， 纯Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 和Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 异质结薄膜对亚甲基蓝的光催化降解率分别为 ６ ３ ． ３ ３ ％和 ８ ５ ． １ ４ ％． 与纯Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 薄膜相比， Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 异质结薄膜具有更高的光催化性能 ．
２ ０ １ ７ 年６ 月 第 １ １ 卷 第２ 期
伊 犁师范学 院 学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｙ ｉ ｌ ｉ Ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ）
作者筒介 ： 马 晶晶 ， 女， 昌吉学院物理 系２ ０ １ ３ 级 学生 ． ． 通信作者 ： 赖康 荣（ １ ９ ７ （ 卜 ） ， 女， 教授 ， 主要研究方向 ： 无机材料合成 与性 能研 究．
摘 要： 通过浸渍法在普通玻璃上制备 了纯Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 薄膜和Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 异质结薄膜 ， 运用ｘ射 线衍射仪 （ Ｘ ａ Ｄ） 、 扫描 电子显微镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 对其晶体结构及形貌进行表征 ． 薄膜光催化剂的Ｘ Ｒ Ｄ 图谱 显 示 ： 纯Ｂ ｉ ＶＯ 薄 膜 为 单斜 白钨 矿 结 构 ， Ｂ ｉ ＶＯ 与Ｂ ｉ ＯＢ ｒ 复 合后 ， Ｂ ｉ ＶＯ 的 晶体 结 构 未发 生改
０ 号ｌ 青
自２ ０ 世纪 ７ ０ 年代初 Ｆ ｕ ｊ ｉ ｓ ｈ ｉ ｍ ａ团 队 …报 道 Ｔ ｉ Ｏ ： 题 ． 为 了解决 这 一 问题 ， 大 量 的可 行 性 的措施 被 关注 ． 然 施 ， 诸如形貌尺寸调控随 ＇ 、 元素掺杂ｎ “ 、 贵金属沉 而， 大多 数 报 道 的半 导 体 光 催化 剂仅 对 占太 阳 能不 积 和异 质 结构 建 ｎ “ 等． 其 中， 由于异 质结 界面 附 足５ ％的 紫 外 光有 响应 ， 这 大 大 限制 了其 应 用 ． 为 近 的光 生 载 流 子产 生 空 间 的分 隔 ， 使 光 生 载流 子 有 构 建资 源节 约 型 、 环境友 好 型社 会 ， 解决 当前 面 临 的 效分 离 ， 减 少 光 生 电子 一 空穴 的复合 ， 因此 ， 对Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 能源 、 环境 两大 危 机 ， 开 发新 型 高效 可见 光 光催 化技 进行 复合 ， 构建 异质 结 的方 法受 到广 泛 的关 注 ．
术 已成 为 当前 广 大科研 工作 者 的重点 研究 课题 ． Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ 作 为新 型间 接带 隙半 导体光 催化 材料 ， 带 研 究表 明 ， Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 是 一 种环 境友 好 、 廉价 、 光 稳定 隙值一般在２ ． ６ ４ ～ ２ ． ９ １ ｅ Ｖ内， 具有较高的光催化性能
的半导体光催化材料 ， 利用Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 作为一种可见光诱 和稳 定性 ． 本 文 采用 浸渍 法将 Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ 与Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 进行 复 导 的新 型催 化 剂 ， 在 水 处 理 方 面 已展 现 出 良好 的 可 合 ， 制备 Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｄ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 异 质结 薄 膜 ， 用 亚 甲基 蓝 染 料 见光催 化降解性 能ｂ ， ． Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 的 晶体 结 构 主 要 有 ３ 为模拟污染物 ， 在 模 拟 太 阳光 照 射 下 ， Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｄ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ７
Ｖｏ １ ． １ １ Ｎｏ ． ２
Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ ４ 异质结薄膜 的制备及其 光催化性 能研究
马 晶晶， 田海娜 ， 杨 梅 ， 冷梦婷 ， 李如嫣 ， 赖康荣
（ 昌吉学院 物理 系， 新疆 昌吉 ８ ３ １ １ ０ ０ ）
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ — ０ ８ 基金项 目： 国家级大学生创新创 业训 练计划项 目（ ２ ０ １ ５ １ ０ ９ ９ ７ ０ ０ １ ） ； 昌吉学院研 究生 自主创 新项 目（ ２ ０ １ ５ Ｙ Ｊ Ｓ ＹＢ ０ ４ ） ； 国家 自 然科 学基金地 区项 目（ ２ １ ４ ６ ３ ０ ０ ２ ） ．
关键词 ： Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ ； 薄膜 ； 浸渍法 ； 光催化 中图分类号 ： ０ ６ ４ ３ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号： １ ６ ７ ３ —９ ９ ９ ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ 一ｏ ０ ３ ７ —０ ５
最高转换率为 ９ ． １ ％『 ５ ． ’ 然而 ， 纯Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 存 在 光 生 电 子一 空穴 对 复 合率 高 导致 光催 化 氧化 效 率有 限 的问
变， Ｂ ｉ ＯＢ ｒ 为 四 方 氟氯铅 矿 型 ， 且 均 具 有较 高的 结 晶度 和 纯度 ． 在模 拟 太 阳光 的 辐射 下 ， 以亚 甲基 蓝染料为 目标污染物 ， 对薄膜光催化剂的光催化性能进行评价 ． 光催化降解结果表明， 在光下照射
３ ｈ 后， 纯Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 和Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 异质结薄膜对亚甲基蓝的光催化降解率分别为 ６ ３ ． ３ ３ ％和 ８ ５ ． １ ４ ％． 与纯Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 薄膜相比， Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 异质结薄膜具有更高的光催化性能 ．
２ ０ １ ７ 年６ 月 第 １ １ 卷 第２ 期
伊 犁师范学 院 学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｙ ｉ ｌ ｉ Ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ）
作者筒介 ： 马 晶晶 ， 女， 昌吉学院物理 系２ ０ １ ３ 级 学生 ． ． 通信作者 ： 赖康 荣（ １ ９ ７ （ 卜 ） ， 女， 教授 ， 主要研究方向 ： 无机材料合成 与性 能研 究．
摘 要： 通过浸渍法在普通玻璃上制备 了纯Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 薄膜和Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 异质结薄膜 ， 运用ｘ射 线衍射仪 （ Ｘ ａ Ｄ） 、 扫描 电子显微镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 对其晶体结构及形貌进行表征 ． 薄膜光催化剂的Ｘ Ｒ Ｄ 图谱 显 示 ： 纯Ｂ ｉ ＶＯ 薄 膜 为 单斜 白钨 矿 结 构 ， Ｂ ｉ ＶＯ 与Ｂ ｉ ＯＢ ｒ 复 合后 ， Ｂ ｉ ＶＯ 的 晶体 结 构 未发 生改
０ 号ｌ 青
自２ ０ 世纪 ７ ０ 年代初 Ｆ ｕ ｊ ｉ ｓ ｈ ｉ ｍ ａ团 队 …报 道 Ｔ ｉ Ｏ ： 题 ． 为 了解决 这 一 问题 ， 大 量 的可 行 性 的措施 被 关注 ． 然 施 ， 诸如形貌尺寸调控随 ＇ 、 元素掺杂ｎ “ 、 贵金属沉 而， 大多 数 报 道 的半 导 体 光 催化 剂仅 对 占太 阳 能不 积 和异 质 结构 建 ｎ “ 等． 其 中， 由于异 质结 界面 附 足５ ％的 紫 外 光有 响应 ， 这 大 大 限制 了其 应 用 ． 为 近 的光 生 载 流 子产 生 空 间 的分 隔 ， 使 光 生 载流 子 有 构 建资 源节 约 型 、 环境友 好 型社 会 ， 解决 当前 面 临 的 效分 离 ， 减 少 光 生 电子 一 空穴 的复合 ， 因此 ， 对Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 能源 、 环境 两大 危 机 ， 开 发新 型 高效 可见 光 光催 化技 进行 复合 ， 构建 异质 结 的方 法受 到广 泛 的关 注 ．
术 已成 为 当前 广 大科研 工作 者 的重点 研究 课题 ． Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ 作 为新 型间 接带 隙半 导体光 催化 材料 ， 带 研 究表 明 ， Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 是 一 种环 境友 好 、 廉价 、 光 稳定 隙值一般在２ ． ６ ４ ～ ２ ． ９ １ ｅ Ｖ内， 具有较高的光催化性能
的半导体光催化材料 ， 利用Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 作为一种可见光诱 和稳 定性 ． 本 文 采用 浸渍 法将 Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ 与Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 进行 复 导 的新 型催 化 剂 ， 在 水 处 理 方 面 已展 现 出 良好 的 可 合 ， 制备 Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｄ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 异 质结 薄 膜 ， 用 亚 甲基 蓝 染 料 见光催 化降解性 能ｂ ， ． Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 的 晶体 结 构 主 要 有 ３ 为模拟污染物 ， 在 模 拟 太 阳光 照 射 下 ， Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｄ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ７
Ｖｏ １ ． １ １ Ｎｏ ． ２
Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ ４ 异质结薄膜 的制备及其 光催化性 能研究
马 晶晶， 田海娜 ， 杨 梅 ， 冷梦婷 ， 李如嫣 ， 赖康荣
（ 昌吉学院 物理 系， 新疆 昌吉 ８ ３ １ １ ０ ０ ）
收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ — ０ ８ 基金项 目： 国家级大学生创新创 业训 练计划项 目（ ２ ０ １ ５ １ ０ ９ ９ ７ ０ ０ １ ） ； 昌吉学院研 究生 自主创 新项 目（ ２ ０ １ ５ Ｙ Ｊ Ｓ ＹＢ ０ ４ ） ； 国家 自 然科 学基金地 区项 目（ ２ １ ４ ６ ３ ０ ０ ２ ） ．
关键词 ： Ｂ ｉ Ｏ Ｂ ｒ ／ Ｂ ｉ Ｖ Ｏ ； 薄膜 ； 浸渍法 ； 光催化 中图分类号 ： ０ ６ ４ ３ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号： １ ６ ７ ３ —９ ９ ９ ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ 一ｏ ０ ３ ７ —０ ５
最高转换率为 ９ ． １ ％『 ５ ． ’ 然而 ， 纯Ｂ ｉ Ｖ Ｏ 存 在 光 生 电 子一 空穴 对 复 合率 高 导致 光催 化 氧化 效 率有 限 的问