BiOCl光催化机理 - 360文档中心

氯氧铋及其复合材料在光催化方面的应用

氯氧铋及其复合材料在光催化方面的应用一光催化原理光催化是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，就象植物的光合作用中的叶绿素。

半导体光催化剂大多是n型半导体材料，都具有区别于金属或绝缘物质的特别的能带结构,即在价带(Valence Band, VB)和导带(Conduction Band, CB)之间存在一个禁带(Forbidden Band, Band Gap)。

当光子能量高于半导体吸收阈值的光照射半导体时,半导体的价带电子发生带间跃迁,即从价带跃迁到导带,从而产生光生电子(e-)和空穴(h+)。

此时吸附在纳米颗粒表面的溶解氧俘获电子形成超氧负离子,而空穴将吸附在催化剂表面的氢氧根离子和水氧化成氢氧自由基。

而超氧负离子和氢氧自由基具有很强的氧化性,能将绝大多数的有机物氧化至最终产物CO2和H2O,甚至对一些无机物也能彻底分解。

二氯氧铋性质氯氧铋分子式：BiOCl，分子量：260.43，属于正方晶系，银白色发亮结晶粉末，揉开有银白色珍珠光泽，溶于盐酸、硝酸，不溶于水、丙酮等。

氯氧铋是一种独特的三重氧化物半导体，开放的晶体结构，它的结构是由氯离子层和[Bi2O2]2+层组成，一个[Bi2O2]2+层由两个氯离子层包裹着，形成了一种三明治的结构。

结构示意图如下：图1 BiOCl的晶体结构氯氧铋这种特殊的晶体结构，使得它的层间的空间比较大，有助于光诱导电子空穴对的分离，在光催化方面有很好的应用。

但是它也存在自身的缺陷，带隙为3.5eV，只能在紫外光有作用。

所以，为了解决这样的问题，很多研究者提出和研究了氯氧铋与其他材料制备BiOCl的复合材料，进一步改善其性能。

三文献介绍1Bi/BiOCl半导体异质结构作者通过水热法合成了Bi/BiOCl半导体异质结构复合材料，BiOCl中氧空位的存在减少了它的禁带宽度，原位生长在BiOCl表面的Bi纳米粒子增强了电子空穴对的分离，使得合成的复合材料在可见光下有优异的催化活性和稳定性，可应用于染料的分解以及持久性有机污染物(POPs)的降解。

BiOCl光催化剂的制备及其催化性能

• 51•文章用水热法制备了BiOCl 、Sn 3O 4以及复合物BiOCl/Sn 3O 4。

用各种现代化表征手段对样品测量。

以甲基橙溶液作为评估标准进行性能测试。

结果显示，与纯BiOCl 相比，复合物的性质更好。

性质较好有以下原因：(1)球状结构增加了催化剂对光的利用。

(2)Sn 3O 4与BiOCl 形成的p-n 结有效地促进了活性物质的分离，产品在干燥箱中80℃干燥5h 。

1.2 合成BiOCl/Sn 3O 4复合材料的结构合成BiOCl/Sn 3O 4复合材料，1mol Bi(NO 3)3·5(H 2O)和1mol KCl 各自溶解在7.5mL 去离子水中。

把上述2.1中提到的A 和B 溶液依次置入KCl 烧杯中形成C 。

将溶液C 加入到Bi(NO 3)·5(H 2O)溶液中形成BiOCl光催化剂的制备及其催化性能哈尔滨师范大学张燕祥加速了活性物质的迁移。

现阶段合成染料造成的水混杂污浊是被重视的一大问题。

光催化可以有效解决该问题。

光催化被层出不穷的研究源自于1972发现的现象。

BiOX(X=Cl ，Br ，I)是催化材料重要组成部分，因其具有光学稳定、无毒和耐腐蚀等优势被研究。

但是，由于宽带隙、有限的光吸收和光生载流子的快速复合，BiOCl 的光活性仍然不够高。

提高其光催化活性的方法有很多。

如离子掺杂、异质结的构建、晶体工程等。

例如在BiVO 4/BiOCl 、C 3N 4/BiOCl 以及BiPO 4/BiOCl 等材料中，通过构建p-n 结提高了BiOCl 的性能。

本文建构了p-n 结使BiOCl 的性能得以提升。

1 实验部分1.1 合成Sn 3O 4Sn 3O 4通过简单的水热反应合成。

将4.0mol SnCl 2·2H 2O 和10mol Na 3C 6H 5O 7·2H 2O 溶解在10mL 去离子水中，搅拌5 min ，形成均匀透明的溶液A 。

综合性实验-氯氧化铋的制备及光催化性能

综合性实验-氯氧化铋的制备及光催化性能叶立群;金晓丽;苏玉荣;谢海泉;张贺【摘要】介绍了一个化学综合性实验：氯氧化铋的制备及光催化性能。

该实验采用溶剂热合成的方法制备了氯氧化铋光催化材料，利用 X-射线粉末衍射和紫外可见漫反射光谱对其进行了表征。

最后在全光谱照射下，测试氯氧化铋在不同条件下(pH值和催化剂浓度)光催化降解染料的活性。

本实验贯穿材料的制备、表征和性能研究，有利于提高学生的实践能力和对知识的综合运用能力，培养他们的创新能力。

%A comprehensive chemical experiment, preparation and photocatalytic properties of bismuth oxide chloride (BiOCl), was demonstrated. BiOCl photocatalytic material can be prepared through solvothermal synthesis and characterized by X - ray powder diffraction ( XRD ) and UV - Vis diffuse reflectance spectroscopy ( DRS ) . The photocatalytic activities of dye degradation over BiOCl were tested under the full spectrum irradiation at different conditions (pH value and concentration of BiOCl). This experiment connects material preparation, characterization and properties study. It is beneficial to improve student’s practice ability and comprehensive ability for knowledge, and cultivate their innovative ability.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】3页(P187-189)【关键词】综合性实验;氯氧化铋;溶剂热;光催化【作者】叶立群;金晓丽;苏玉荣;谢海泉;张贺【作者单位】南阳师范学院化学与制药工程学院，河南南阳 473061;南阳师范学院化学与制药工程学院，河南南阳 473061;南阳师范学院化学与制药工程学院，河南南阳 473061;南阳师范学院化学与制药工程学院，河南南阳 473061;南阳师范学院化学与制药工程学院，河南南阳 473061【正文语种】中文【中图分类】O782综合化学实验是化学新实践教学体系中的一个重要环节，它综合了四大化学等二级学科中的重要试验方法和技术，内容上涵盖了材料、生命、环境、能源和信息等学科，是学生在掌握基础化学实验的基本原理和基本操作的基础上，与学科研究前沿紧密结合的综合训练项目，是培养学生创新精神和创新能力的重要途径［1－2］。

BiOCl

BiOCl光催化降解MB染料废水的研究作者：毛晓明来源：《科技创新导报》2013年第10期摘要：该实验制备了BiOCl光催化剂，并对其进行了XRD、TEM、HRTEM和DRS表征。

结果表明所制得的BiOCl呈高纯单相，且具有层状结构，其带隙为3.19 eV。

该催化剂对亚甲基兰（MB）具有良好的光催化活性，模拟太阳光照射60 min后，7 mg/L MB完全降解。

机理研究表明羟基自由基在MB光催化降解过程中起主要作用。

关键词：BiOCl MB 光催化活性羟基自由基中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（a）-0-02近年来，半导体光催化剂用于处理废水中有机污染物的研究被广泛报道[1]。

作为一种具有正方氟氯铅矿结构的重要的V-VI-VII族三元半导体，氯氧铋（BiOCl）逐渐成为人们的研究热点[2-3]。

BiOCl光催化剂具有一些特定的性质，如层状结构、良好的光吸收性质及电磁性质[4]，这些性质使得我们相信BiOCl可以在染料废水处理中表现出良好的光催化活性。

在该研究中，制备了具有层状结构的BiOCl光催化剂。

作为一种p型半导体，BiOCl的带隙为3.19 eV。

由于亚甲基兰（MB）是一种典型的存在于纺织废水中的有机染料，且其浓度便于通过光学吸收光谱法测定，因此在该文中以MB溶液作为目标物，对BiOCl的光催化活性进行了研究。

结果表明在模拟太阳光照射下，BiOCl可以高效的降解MB；同时通过捕获剂实验，对MB的降解历程进行了研究。

1 实验方法1.1 样品制备实验所用原料为：NaBiO3·2H2O，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；无水乙醇，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；亚甲基蓝（methylene blue，MB），分析纯，天津市光复精细化工研究所；盐酸，分析纯。

称取3.160 g NaBiO3·2H2O分散于40 mL无水乙醇中，逐滴加入1.2 M盐酸溶液40 mL，得到白色沉淀。

BiOXX=Cl, Br, I系列光催化剂的制备、改性及应用研究

BiOX(X=Cl, Br, I)系列光催化剂的制备、改性及应用研究【摘要】本文对近年来发展起来的铋氧卤biox(x=cl, br, i)系列半导体光催化材料的制备、改性以及应用进行了综述。

阐述了其制备方法及改性的研究现状，重点介绍了水热法及溶剂热合成法，并对其应用前景进行了展望。

【关键词】光催化；铋氧卤；水热法；溶剂热法；改性前言光催化技术由于具有低能耗，操作简便而显出其优越性，被广泛用于能源和环境科学中。

为了高效地利用太阳光，人们已经合成了各种不同的半导体光催化材料。

研究发现许多bi基化合物都具有光催化性能，bi基化合物中最有代表性的是卤氧化铋（biox）系列化合物，卤氧化铋biox作为一种新型光催化剂[1],具有特殊的层状结构和合适的禁带宽度,从而显示出其优异的光催化性能。

biocl、biobr和bioi的禁带宽度分别为3.22 ev, 2.64 ev和1.77 ev，因此biocl在紫外光下响应，而biobr和bioi在可见光下响应。

下面我们将对biox的制备、改性以及应用进展进行综述。

1.制备方法制备微纳米卤氧化铋的方法主要有水热法、溶剂热法、高压喷溅沉积法、微乳液法、超声法、化学气相法、溶胶凝胶法。

其中，水热法和溶剂热法是文献中常见的biox化合物合成方法。

王云燕[2]等用硝酸铋转化水解法制了biocl粉末，得到的颗粒大小一般在几百个纳米到几个微米之间。

xia[3]等以乙二醇为助剂，在离子液体存在的环境下，溶剂热法合成了空心球状bioi。

zhang[4]等用微波辅助溶剂热法合成微球状biobr。

j. henle等[5]用反相微乳法合成biox(x=c1，br，i)纳米粒，wang[6]等用静电纺丝技术制备出biocl和bi2o3纳米纤维，lei等[7]用声化学合成bioci二维纳米盘和三维层状结构，peng等[8]用低温化学气相法合成单晶biocl纳米结构。

2.改性方法为进一步提高biox的催化性能，大量的研究实验围绕着对其进行改性展开。

《2024年BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》范文

《BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》篇一一、引言随着环境保护和能源问题的日益突出，半导体光催化剂在污水处理、空气净化以及太阳能转换等领域的应用越来越受到关注。

BiOCl作为一种典型的半导体光催化剂，其具有优异的可见光响应和光催化性能，然而其性能受本征缺陷的影响尚未得到充分的研究。

本文旨在通过理论方法，深入研究BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的成因、性质及其对光催化性能的影响。

二、BiOCl半导体的基本性质BiOCl是一种具有层状结构的半导体材料，其晶体结构使得电子和空穴容易分离，从而提高光催化效率。

然而，BiOCl中存在的本征缺陷会对光生载流子的迁移和分离产生影响，进而影响其光催化性能。

因此，了解BiOCl的基本性质是研究本征缺陷的前提。

三、本征缺陷的成因及类型在BiOCl半导体中，本征缺陷主要源于晶体生长过程中的热力学和动力学因素。

这些缺陷包括点缺陷（如空位、间隙原子等）和线/面缺陷等。

这些缺陷的形成将影响BiOCl的电子结构和能带结构，从而影响其光催化性能。

四、本征缺陷的理论研究方法本文采用密度泛函理论（DFT）对BiOCl中的本征缺陷进行理论研究。

通过构建不同类型缺陷的模型，计算缺陷的形成能、电子结构和光学性质等，揭示缺陷对BiOCl光催化性能的影响机制。

五、本征缺陷的性质及其对光催化性能的影响通过DFT计算，我们发现BiOCl中存在的本征缺陷会改变其电子结构和能带结构。

其中，某些缺陷能够作为光生载流子的捕获中心，提高光生电子和空穴的分离效率；而另一些缺陷则可能成为复合中心，降低光催化效率。

此外，缺陷还会影响BiOCl的光吸收性能和光谱响应范围。

因此，控制BiOCl中的本征缺陷类型和浓度，对于优化其光催化性能具有重要意义。

六、结论本文通过理论方法研究了BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的成因、性质及其对光催化性能的影响。

结果表明，本征缺陷的存在将改变BiOCl的电子结构和能带结构，进而影响其光生载流子的迁移和分离。

BiOClBiVO_(4)的原位合成及其可见光催化性能的研究

• 31•本文通过原位合成的方法制备了BiOCl/BiVO 4光催化材料，采用XRD 、SEM 、TEM ，等对样品的形貌及组成进行分析，利用在可见光照射下对RhB 溶液的光催化降解对样品的光催化活性进行分析评判。

实验表明，BiVO 4与BiOCl 原位复合，形成了异质结，原位合成的BiOCl/BiVO 4具有较高的光催化活性。

人类进入21世纪以来，随着工业农业等发展，给水资源带来了严重的污染，染料废水对公共健康产生了极大的威胁。

半导体光催化技术被认为是解决能源和环境污染问题的一种极为有前景的技术。

BiOCl 是一种环保的新型材料，由于其特殊的由Cl -和[Bi 2O 2]2+交错的极性二维层状结构，自身产生的内部电场且载流子转移距离较短，BiOCl 显示出独特的光学化学性质。

这引起了人们对BiOCl 的极大关注。

BiVO 4可以有效地吸收可见光，但是在进行光催化降解时单相钒酸铋的催化活性不够高，因此需要对其进行改性，以提高其催化效率。

1 实验部分1.1 化学试剂实验中使用的材料为：五水硝酸铋(Bi(NO)3·5H 2O)、氯化钾(KCl)、偏钒酸铵（NH 4VO 3）、碘化钾(KI)、去离子水、无水乙醇、异丙醇(IPA)、1,4苯醌、罗丹明B(RhB)，均为分析纯。

1.2 光催化材料的制备1.2.1 BiOCl 的制备取0.5mmolBi(NO)3·5H 2O ，放入15ml 去离子水中搅拌至完全溶拌均匀后加入1mmol NH 4VO 3搅拌30min 后放入反应釜中，放置进入烘箱中120℃恒温保持24h 。

待反应结束后，上述相同步骤，得到黄色粉末即为BiVO 4粉末。

1.3 表征本文用x 射线衍射仪（XRD ）、扫描电子显微镜（SEM ）和透射电子显微镜（TEM ）分别来表征样品的晶体结构、催化剂的表面形貌。

1.4 光催化降解实验利用可见光（波长λ ≥ 400nm ）对RhB 溶液进行降解，来评价材料的光催化活性。

《2024年BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》范文

《BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》篇一一、引言近年来，BiOCl半导体光催化剂因其优异的光催化性能在环境治理、能源转换等领域中引起了广泛关注。

本征缺陷作为半导体材料中的重要组成部分，对光催化剂的性能具有显著影响。

因此，研究BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的性质及其对光催化性能的影响，对于提高其应用效率和推动相关领域发展具有重要意义。

二、BiOCl半导体概述BiOCl是一种重要的n型半导体材料，具有独特的层状结构和优异的光学性质。

其光催化性能源于其能带结构、光吸收能力以及光生载流子的迁移和分离效率。

然而，BiOCl半导体光催化剂的性能受其本征缺陷的影响较大，因此研究本征缺陷的性质及调控方法对于提高其光催化性能具有重要意义。

三、本征缺陷的分类与性质本征缺陷是指在半导体材料中由于原子排列不规则或化学成分不均匀等原因而产生的缺陷。

在BiOCl半导体中，常见的本征缺陷包括氧空位、氯空位、Bi离子空位等。

这些缺陷会改变半导体的能带结构、光吸收能力以及光生载流子的迁移和分离效率，从而影响其光催化性能。

四、本征缺陷的理论研究方法对于本征缺陷的理论研究，可以采用密度泛函理论（DFT）等方法进行计算和分析。

通过计算缺陷的形成能、能级位置、电子态密度等参数，可以了解缺陷的性质及其对半导体光催化剂性能的影响。

此外，还可以通过第一性原理分子动力学等方法模拟缺陷的形成过程和演化规律，为调控缺陷提供理论依据。

五、BiOCl中本征缺陷对光催化性能的影响BiOCl半导体中的本征缺陷对其光催化性能具有显著影响。

例如，氧空位可以增强半导体的光吸收能力，提高光生载流子的产生效率；而氯空位则可能降低半导体的光催化活性。

此外，不同类型的本征缺陷之间还会发生相互作用，进一步影响半导体的光催化性能。

因此，调控BiOCl中的本征缺陷对于优化其光催化性能具有重要意义。

六、本征缺陷的调控方法及实验验证为了调控BiOCl中的本征缺陷，可以采用掺杂、热处理、光照等方法。

《2024年BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》范文

《BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》篇一一、引言随着环境保护和能源危机的日益严峻，光催化技术因其绿色、高效的特性，受到了广泛关注。

BiOCl作为一种重要的半导体光催化剂，因其独特的电子结构和光学性质，在光催化领域中表现出优异的性能。

然而，BiOCl的催化性能受其内部本征缺陷的影响较大，因此，对其本征缺陷的理论研究具有重要的科学意义和应用价值。

本文旨在探讨BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的成因、性质及其对光催化性能的影响。

二、BiOCl半导体的基本性质BiOCl是一种典型的层状结构半导体材料，具有较高的光吸收系数和良好的化学稳定性。

其电子结构和光学性质决定了其在光催化反应中的性能。

然而，由于材料内部的原子排列和电子结构的不完全规则性，会导致本征缺陷的产生。

三、BiOCl中本征缺陷的成因及类型本征缺陷是指在材料制备或使用过程中，由于原子排列或电子结构的局部不规则性而产生的缺陷。

在BiOCl中，本征缺陷主要包括点缺陷（如空位、间隙原子等）和线/面缺陷（如晶界、孪晶等）。

这些缺陷的形成与材料的制备方法、温度、压力等因素密切相关。

四、本征缺陷的性质研究本征缺陷的性质对BiOCl的光催化性能具有重要影响。

通过理论计算和实验手段，可以研究本征缺陷的能级结构、电子态密度、电荷分布等性质。

这些性质将直接影响光催化剂对光的吸收、电子-空穴对的产生和分离等过程。

五、本征缺陷对光催化性能的影响本征缺陷的存在将影响BiOCl的光吸收、光生载流子的产生和分离等过程，从而影响其光催化性能。

一方面，适量的本征缺陷可以作为光生载流子的捕获中心，提高光催化剂的量子效率；另一方面，过量的本征缺陷可能导致光生载流子的复合，降低光催化剂的活性。

因此，研究本征缺陷对光催化性能的影响，对于优化BiOCl的光催化性能具有重要意义。

六、结论与展望通过对BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究，我们了解了其成因、性质及其对光催化性能的影响。

BiOCl基光催化复合材料的改性研究进展

BiOCl基光催化复合材料的改性研究进展摘要：能源和环境问题已经成为制约人类社会发展的重要因素。

光催化技术被认为是解决上述问题的一种绿色有效途径。

氯氧化铋（BiOCl）作为一种新型的光催化材料，由于特殊的层状结构和优异的理化性能在能源和环境治理方面引起了广泛的兴趣。

然而氯氧化铋光催化材料却存在可见光利用率低，光生载流子易复合等问题。

为了提高性能和了解相关机制，人们进行了大量的研究。

本文介绍了几种BiOCl的主要制备方法，重点细述了近年来对BiOCl光催化剂的改性策略。

最后对氯氧化铋半导体光催化材料的未来前景做出展望。

关键词：光催化；氯氧化铋；复合改性1 引言随着经济和社会活动的快速发展，越来越多的能源短缺问题和环境危机引起人们的关注。

工业污水的排放、不可再生资源的过度消耗等环境问题已经成为制约人类社会发展的重要因素。

污染水资源的处理亟待解决。

传统的水污染处理方法包括生物方法、物理方法和化学方法。

这些方法都对水资源的保护和治理起了很大的作用，但都存在着不同程度的缺点。

这种背景下一种新型环保的技术—光催化技术运营而生，半导体光催化不仅能够有效地将可再生的太阳能转化为化学能和电能以降解污染物，而且还能做到低成本、绿色、不产生二次污染。

半导体光催化技术的核心就是半导体光催化材料，这种具有高度活性和氧化还原性的半导体材料能够在光的催化作用下对污染水资源进行强有力的降解。

虽然TiO2以强氧化能力、无毒、廉价等优点成为光催化材料研究的核心，但它有两个明显的缺点：一是量子产率低，导致光催化效果差；二是对于可见光的利用率较低。

BiOCl作为一种新型的光催化材料，是一种V-VI-VII三元化合物，它具有层状结构，其基础是Bi2O2板和两个氯离子板之间的交错模式，形成了四方镁橄榄石结构。

Bi2O2和氯离子板形成的层状结构和自建的内部静电场可以在一定程度上显著提高光生电子-空穴对的分离效率，从而产生高效的光催化活性。

宽带隙 BiOCl有较负导带(CB)边缘和较正价带(VB)边缘，可以提供更高能级的光生电子和空穴。

氯氧铋光催化剂的晶体结构

BiOCl 晶体结构BiOCl 是由V-VI-VII 主族元素组成三元氧化物半导体，其晶体结构属于典型的PbFCl 型层状结构，具有高度的各向异性。

该层状结构是由-Cl-Bi-O-Bi-Cl-重复单元通过Cl 原子层间较小的非键力(范德华键，Van der Waals bond)结合，同时沿c 轴交替堆积排列而成，因此结构比较疏松，容易沿晶体的[001]方向发生解离，其晶体结构如图1-1所示。

值得注意的是，BiOCl 独特的层状结构具有较大的空间来极化相应的原子和原子轨道，从而可诱导在[001]方向上产生内部静电场，故当BiOCl 受到光照激发时，光生电子与空穴会在内部静电场的驱动下沿[001]方向实现有效分离与转移；此外，BiOCl 晶体中Bi-O 具有相对较弱的键能和较长的键长，在高强度光照下容易出现氧空位，形成电子捕获陷阱，因此，BiOCl 光催化剂的光生电子-空穴对的复合率较低。

BiOCl 晶体信息详细如下：BiOCl 晶体属于四方晶系，其对称性和空间群分别为D 7 4h 和P4/nmm ，晶格参数为：a=b=3.890 Å，c=7.370 Å，α=β=γ=90°，c/a=1.895，V 0=111.52 Å3；各原子坐标：Bi(0，0.5，0.171)，O(0，0，0)，Cl(0，0.5，0.645)。

图1-1 BiOCl 结构示意图：(a)原晶胞；(b)晶体结构 Fig. 1-1 The schematic diagram of BiOCl: (a) unit cell; (b) crystal structure (a) (-Cl-Bi-O-Bi-Cl-) (b) Nonbonding InteractionBiOCl cb a [001] [110]。

玫瑰花状分级结构BiOCl的制备及其光降解罗丹明B的性能

玫瑰花状分级结构BiOCl的制备及其光降解罗丹明B的性能胡明玥;李东亚;孙靖宇;蔡雨杰;徐海明;夏东升【摘要】以麦芽糖为表面活性剂,采用水热法制备了玫瑰花状分级结构的BiOCl光催化剂.采用XRD、SEM、TEM、SAED、FTIR、UV-Vis DRS、MS、BET比表面积和ESR等技术对所合成的催化剂进行了表征.以罗丹明B(RhB)为模拟污染物研究了BiOCl光催化剂的RhB降解性能.实验结果表明:可见光下,在0.48507 gBi(NO3)3·5H2O中添加0.5 g麦芽糖、加入10 mL 0.2 mol/L的KCl溶液所制备的BiOCl的光催化性能最好,在200 min时RhB降解率达94％;RhB的降解过程主要为脱乙基反应,降解机理主要是光敏化降解;BiOCl催化剂具有良好的循环稳定性.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2018(038)004【总页数】6页(P419-424)【关键词】麦芽糖;玫瑰花状分级结构;BiOCl;光催化降解;罗丹明B【作者】胡明玥;李东亚;孙靖宇;蔡雨杰;徐海明;夏东升【作者单位】武汉纺织大学环境工程学院,湖北武汉 430200;武汉纺织大学环境工程学院,湖北武汉 430200;武汉纺织大学环境工程学院,湖北武汉 430200;武汉纺织大学环境工程学院,湖北武汉 430200;武汉纺织大学环境工程学院,湖北武汉430200;武汉纺织大学环境工程学院,湖北武汉 430200【正文语种】中文【中图分类】X703光催化技术因其能耗低、无污染、成本低、操作简单、污染物降解率高等优势已被广泛应用于污染治理领域［1-3］。

BiOCl独特的层状结构和能带结构赋予其良好的光催化性能，所以在新型光催化材料领域倍受关注［4］。

研究发现，通过调控BiOCl的形貌结构可以改变其光催化活性。

MA等［5］通过离子热法制备了超薄纳米片、弯曲纳米片和纳米板阵列结构的BiOCl，可用于吸附重金属离子；LI等［6］合成了3D球状分级结构的BiOCl，在可见光下对罗丹明B（RhB）具有优异的降解性能；XIONG等［7］采用水热法合成了分级结构的BiOCl，在可见光下对RhB的降解率极高；SUN等［8］采用溶剂热法合成了具有花状分级结构的BiOCl。

BiOCl基光催化材料的研究进展_王晓雯

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2014年第33卷第1期·124·化工进展BiOCl基光催化材料的研究进展王晓雯，张小超，樊彩梅（太原理工大学洁净化工研究所，山西太原 030024）摘要：氯氧化铋（BiOCl）为一种新型光催化材料，其独特的层状结构和电子性质显示出优异的光催化性能，并在能源、环保、化工、材料等领域具有潜在的应用前景。

首先，本文介绍了BiOCl的晶体结构和电子结构；其次，对近几年微纳米BiOCl基光催化材料的制备方法、形貌特征、可见光拓展、固定化等方面研究现状与发展动态进行了全面综述分析，并概述了第一性原理计算方法应用于该类催化剂反应机理的研究进展；最后，对未来新型BiOCl基光催化材料负载或沉积与涂覆于适宜的基体表面、与其表面吸附物之间作用机制、光催化反应机理等研究方向进行了展望。

关键词：氯氧化铋；光催化材料；可见光拓展中图分类号：TQ 426；O 644 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2014）01–0124–10DOI：10.3969/j.issn.1000-6613.2014.01.021Research and development of BiOCl-based photocatalytic materialsWANG Xiaowen，ZHANG Xiaochao，F AN Caimei（Institute of Clean Technique for Chemical Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，Shanxi，China）Abstract：A new kind of photocatalytic materials based on bismuth oxychloride (BiOCl) has received much attention owing to its inherent layer structure and particular electronic characteristics，and BiOCl-based materials exhibit the excellent photocatalytic activities and potential practical prospects in energy utilization，environmental protection，chemical application，material fields，and so on. The crystal and electronic structures of BiOCl semiconductor were first investigated. Then recent research and development in the preparation methods，structure morphologies，visible-light response and immobilization of BiOCl-based materials have been comprehensively reviewed and analyzed;meanwhile the obtained correlative photocatalytic mechanisms for certain BiOCl-based catalysts based on first-principles calculations were also summarized. The promising research trends of BiOCl-based photocatalytic materials，such as the relative deposition on suitable substrate surface，the effect mechanism between catalysts and absorbable organics on the surface，photocatalytic reaction mechanism，have been prospected.Key words：bismuth oxychloride (BiOCl)；photocatalytic materials；visible light response光催化技术可通过半导体光催化材料直接将太阳能转化为化学能与电能，并能够对环境中有毒有害有机污染物实现完全矿化降解，被认为是目前解决人类社会能源和环境问题最具有潜力的技术方案之一[1]。

《BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》范文

《BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》篇一一、引言随着环境问题的日益严重和能源危机的加剧，光催化技术作为一种绿色、高效的能源转换和污染治理手段，受到了广泛关注。

BiOCl作为一种典型的半导体光催化剂，因其独特的物理化学性质和良好的光催化性能，在光催化领域具有广泛的应用前景。

然而，BiOCl半导体光催化剂的性能受其内部本征缺陷的影响较大，因此，对其本征缺陷的理论研究具有重要的科学意义和应用价值。

二、BiOCl半导体光催化剂概述BiOCl是一种具有层状结构的半导体材料，其独特的晶体结构和电子能带结构使其在光催化领域具有独特的优势。

BiOCl的晶体结构决定了其内部电子的传输和迁移路径，而其电子能带结构则决定了其对光的吸收和利用能力。

然而，BiOCl内部的本征缺陷对其光催化性能有着显著的影响。

三、本征缺陷类型及性质BiOCl半导体光催化剂中的本征缺陷主要包括氧空位、氯空位、Bi3+空位等。

这些本征缺陷的形成与BiOCl的晶体结构和电子能带结构密切相关。

氧空位和氯空位的形成主要与氧和氯原子的热振动和扩散有关，而Bi3+空位的形成则与Bi原子的电离和迁移有关。

这些本征缺陷的性质对BiOCl的光催化性能有着重要的影响。

例如，氧空位和氯空位可以成为光生电子和空穴的复合中心，从而降低光催化反应的效率。

而Bi3+空位则可能成为光生电子的陷阱，有助于提高光催化反应的效率。

因此，研究这些本征缺陷的性质和影响，对于优化BiOCl的光催化性能具有重要意义。

四、理论研究方法为了深入研究BiOCl中本征缺陷的性质和影响，本文采用理论计算的方法。

首先，利用密度泛函理论（DFT）对BiOCl的晶体结构和电子能带结构进行计算和分析。

然后，通过构建不同类型和浓度的本征缺陷模型，计算其形成能、电子结构和光学性质等。

最后，结合光催化反应的机理，分析本征缺陷对BiOCl光催化性能的影响。

五、结果与讨论通过理论计算，我们得到了以下结果：1. 不同类型和浓度的本征缺陷对BiOCl的电子结构和光学性质有着显著的影响。

BiOCl光催化降解MB染料废水的研究

BiOCl光催化降解MB染料废水的研究摘要：该实验制备了BiOCl光催化剂，并对其进行了XRD、TEM、HRTEM和DRS表征。

结果表明所制得的BiOCl呈高纯单相，且具有层状结构，其带隙为3.19 eV。

该催化剂对亚甲基兰(MB) 具有良好的光催化活性，模拟太阳光照射60 min后，7 mg/L MB完全降解。

机理研究表明羟基自由基在MB光催化降解过程中起主要作用。

关键词：BiOCl MB 光催化活性羟基自由基近年来，半导体光催化剂用于处理废水中有机污染物的研究被广泛报道[1]。

作为一种具有正方氟氯铅矿结构的重要的V-VI-VII族三元半导体，氯氧铋(BiOCl)逐渐成为人们的研究热点[2-3]。

BiOCl光催化剂具有一些特定的性质，如层状结构、良好的光吸收性质及电磁性质[4]，这些性质使得我们相信BiOCl可以在染料废水处理中表现出良好的光催化活性。

在该研究中，制备了具有层状结构的BiOCl光催化剂。

作为一种p型半导体，BiOCl的带隙为3.19 eV。

由于亚甲基兰(MB)是一种典型的存在于纺织废水中的有机染料，且其浓度便于通过光学吸收光谱法测定，因此在该文中以MB溶液作为目标物，对BiOCl的光催化活性进行了研究。

结果表明在模拟太阳光照射下，BiOCl可以高效的降解MB；同时通过捕获剂实验，对MB的降解历程进行了研究。

1 实验方法1.1 样品制备实验所用原料为：NaBiO3·2H2O，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；无水乙醇，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；亚甲基蓝(methylene blue，MB)，分析纯，天津市光复精细化工研究所；盐酸，分析纯。

称取3.160 g NaBiO3·2H2O分散于40 mL无水乙醇中，逐滴加入1.2 M盐酸溶液40 mL，得到白色沉淀。

继续反应1 h后静置，分离，并用无水乙醇和去离子水洗涤该白色沉淀三次，在室温下干燥并研磨。

1.2 表征采用DX-2700型X射线衍射仪分析催化剂的物相，Cu Kα射线，衍射角度为10°<2θ<80°。

氯氧铋光催化剂的晶体结构

BiOCl 晶体结构BiOCl 是由V-VI-VII 主族元素组成三元氧化物半导体，其晶体结构属于典型的PbFCl 型层状结构，具有高度的各向异性。

该层状结构是由-Cl-Bi-O-Bi-Cl-重复单元通过Cl 原子层间较小的非键力(范德华键，Van der Waals bond)结合，同时沿c 轴交替堆积排列而成，因此结构比较疏松，容易沿晶体的[001]方向发生解离，其晶体结构如图1-1所示。

值得注意的是，BiOCl 独特的层状结构具有较大的空间来极化相应的原子和原子轨道，从而可诱导在[001]方向上产生内部静电场，故当BiOCl 受到光照激发时，光生电子与空穴会在内部静电场的驱动下沿[001]方向实现有效分离与转移；此外，BiOCl 晶体中Bi-O 具有相对较弱的键能和较长的键长，在高强度光照下容易出现氧空位，形成电子捕获陷阱，因此，BiOCl 光催化剂的光生电子-空穴对的复合率较低。

BiOCl 晶体信息详细如下：BiOCl 晶体属于四方晶系，其对称性和空间群分别为D 7 4h 和P4/nmm ，晶格参数为：a=b=3.890 Å，c=7.370 Å，α=β=γ=90°，c/a=1.895，V 0=111.52 Å3；各原子坐标：Bi(0，0.5，0.171)，O(0，0，0)，Cl(0，0.5，0.645)。

图1-1 BiOCl 结构示意图：(a)原晶胞；(b)晶体结构 Fig. 1-1 The schematic diagram of BiOCl: (a) unit cell; (b) crystal structure (a) (-Cl-Bi-O-Bi-Cl-) (b) Nonbonding InteractionBiOCl cb a [001] [110]。

《2024年BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》范文

《BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究》篇一一、引言随着环境问题的日益严重和能源危机的加剧，光催化技术作为一种绿色、高效的能源转换和污染治理手段，受到了广泛关注。

BiOCl作为一种典型的半导体光催化剂，因其独特的物理化学性质和良好的光催化性能，在光催化领域具有广泛的应用前景。

然而，BiOCl光催化剂的性能受其内部本征缺陷的影响较大，因此，对BiOCl半导体光催化剂中本征缺陷的理论研究具有重要的科学意义和应用价值。

二、BiOCl半导体概述BiOCl是一种典型的层状结构半导体材料，具有较高的光催化活性和稳定性。

其晶体结构由[Bi2O2]2+层和Cl-层交替排列而成，这种特殊的层状结构使得BiOCl具有较高的比表面积和良好的电子传输性能。

此外，BiOCl的禁带宽度适中，使其能够响应可见光，具有较好的光吸收性能。

三、本征缺陷类型及其影响BiOCl半导体中存在多种本征缺陷，包括氧空位、氯空位、Bi3+与Bi5+之间的价态变化等。

这些本征缺陷会直接影响BiOCl 的光催化性能。

首先，氧空位和氯空位是BiOCl中常见的本征缺陷。

氧空位的形成会导致BiOCl的禁带宽度变窄，从而提高其对可见光的吸收能力。

然而，过多的氧空位会成为电子-空穴对的复合中心，降低光催化效率。

氯空位的存在则会影响BiOCl的电子传输性能，从而影响其光催化活性。

其次，Bi3+与Bi5+之间的价态变化也是一种重要的本征缺陷。

这种价态变化会影响BiOCl的能带结构和光吸收性能，从而影响其光催化活性。

四、本征缺陷的理论研究为了深入研究BiOCl半导体中的本征缺陷，需要借助理论计算和模拟方法。

首先，通过密度泛函理论（DFT）计算可以获得BiOCl的电子结构和能带结构，从而了解本征缺陷对其能带结构和光吸收性能的影响。

其次，利用第一性原理分子动力学模拟可以研究本征缺陷在BiOCl中的形成和演化过程，以及其对电子传输性能的影响。

此外，还可以通过量子化学方法研究本征缺陷对光催化反应中物质转化和能量转换的影响。

碳纳米管负载光催化剂的制备及其光催化性能研究

碳纳米管负载光催化剂的制备及其光催化性能研究摘要：本文主要研究了氯氧化铋和氯氧化铋负载在碳纳米管上的光催化性能。

为了充分突出碳纳米管的良好性能，更好地提升碳纳米管与氯氧化铋的负载效果我们对碳纳米管的负载方法及氯氧化铋/碳纳米管的负载比例进行实验研究，制备了具有良好催化效果的纳米氯氧化铋。

关键词：碳纳米管，氯氧化铋，可见光催化，罗丹明b中图分类号：[f287.2] 文献标识码：a 文章编号：随着现代工业的飞速发展，我们赖以生存的地球环境遭到前所未有的威胁，有毒有害污水废水大量排放，造成严重的环境污染和破坏。

而常规处理工艺无法将这些高毒害的污染物有效降解，所以一种光催化氧化——具有强降解能力且不受污染物毒性影响的特殊技术出现了。

本文研究的纳米级半导体光催化剂biocl是复合氧化物半导体、也是纳米光催化剂。

本实验尝试将碳纳米管作为biocl 光催化剂的载体，通过研究碳纳米管负载biocl制备的复合催化剂对目标污染物（罗丹明b）的光催化降解反应的效果来得出碳纳米管负载biocl的最佳方法及两者有效搭配的最佳比例。

1 光催化反应的机理半导体光催化剂通常是有两部分组成，一是充满电子的低能价带（vb），二是空的高能导带（cb），两能带间由禁带（带隙）隔开。

当半导体吸收等于或大于其带隙的光的辐照时，价带上的电子被激活跃到导带，在价带上产生相应的空穴（h），然后空穴和电子迁移到半导体的表面。

光生空穴有强氧化性和得电子能力，可将被半导体表面吸附的物质或溶剂中的电子夺走，活化氧化原本不吸收光的物质，电子受体得电子被还原。

导带电子和价带空穴分别是是强还原剂（0.5 ~ -1.5v）和强氧化剂（1~3v），所以在半导体表面，光生电子-空穴对（载流子）能氧化还原大部分的有机物与无机物。

2 实验部分2.1实验装置（1）光催化反应装置光催化反应装置如图1。

本催化实验在自制的光催化反应器中进行。

采用氙灯作为光源，并用暗箱排除外界光源对光催化实验的影响。

响应可见光的高效催化剂BiOCl／AgCI的制备及其催化特性

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＵｓｉｎｇＢｉＣ１３ａｎｄＡｇＮＯ３ａｓｔｈｅｍａｉｎｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ。ａｎｏｖｅｌｈｉｇｈｅｉｃｆｉｅｎｔｍｕｌｔｉｐｈａｓｅｃａｔａｌｙｓｔｓＢｉＯＣ１／ＡｇＣ１ｒｅ —
脱色率分别为９５．８９％和１１．６３％。样品重复使用１９次后，溶液脱色率仍高达９５％，具有较好的稳
定性。动力学研究表明，ＲｈＢ光催化降解属表观一级动力学，反应符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ — Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ动
ＬＯＮＧＴｅｎｇ－ｆａ，ＭＥＮＧＸｉ，ＨＥＸｉｎｇ－ｃｕｎ，ＹＡＮＣｈａｎｇ－ｑｉ，ＣＨＥＮＭｅｎｇ－ｌｉｎ，ＺＨＯＮＧＳｈａｎ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，ＧｕａｎｇｘｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｌｉｎ５４１００４，Ｃｈｉｎａ）
ｓｐｏｎｓｅｔｏｖｉｓｉｂｌｅｌｉｇｈｔｗｅｒｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｓｉｍｐｌｅｈｙｄｒｏｌｙｚｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃ－