高效光催化活性BiOI
《BiOI光催化剂的稳定性及BiOBr(Cl)性能强化研究》范文
《BiOI光催化剂的稳定性及BiOBr(Cl)性能强化研究》篇一摘要：本文针对BiOI光催化剂的稳定性及BiOBr(Cl)性能强化进行了深入研究。
通过实验分析，探讨了不同因素对BiOI光催化剂稳定性的影响，并研究了BiOBr(Cl)的改性方法及其对光催化性能的提升。
本文旨在为光催化领域提供理论依据和实践指导。
一、引言随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，光催化技术因其独特的优势成为了研究的热点。
BiOI作为一种具有较高光催化活性的材料，其稳定性成为了研究的重点。
而BiOBr(Cl)作为BiOI 的变体，其性能强化研究对于提高光催化效率具有重要意义。
二、BiOI光催化剂的稳定性研究1. 实验材料与方法本部分实验采用不同条件下合成的BiOI光催化剂，通过X 射线衍射、扫描电子显微镜等手段对其结构、形貌进行表征。
同时，通过循环实验、长时间光照实验等方法测试其稳定性。
2. 结果与讨论实验结果表明，BiOI光催化剂的稳定性与其合成条件、晶体结构、表面形态等因素密切相关。
在合适的合成条件下，BiOI光催化剂表现出较高的稳定性。
此外，通过表面修饰、掺杂等手段可以进一步提高其稳定性。
三、BiOBr(Cl)性能强化研究1. 改性方法针对BiOBr(Cl)的性能强化，本文提出了多种改性方法，包括元素掺杂、异质结构建、表面光敏化等。
通过这些方法，可以改善BiOBr(Cl)的光吸收性能、电荷分离效率等。
2. 实验结果与性能分析经过改性后的BiOBr(Cl)表现出更高的光催化活性。
实验结果表明，改性后的光催化剂在可见光下的光吸收范围更广，电荷分离效率更高，从而提高了光催化反应的速率和效率。
四、结论与展望本文针对BiOI光催化剂的稳定性和BiOBr(Cl)性能强化进行了深入研究。
实验结果表明，通过合适的合成条件和改性方法，可以显著提高BiOI光催化剂的稳定性和BiOBr(Cl)的光催化性能。
然而，光催化领域仍存在许多待解决的问题，如催化剂的回收利用、实际应用中的成本问题等。
可见光激发的BiOI
物 理 化 学 学 报Acta Phys. -Chim. Sin. 2023, 39 (12), 2212039 (1 of 13)Received: December 23, 2022; Revised: February 6, 2023; Accepted: February 8, 2023; Published online: February 17, 2023. *Correspondingauthors.Emails:****************.cn(M.S.);************.cn(J.X.).†These authors contributed equally to this work.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (21673201), the Yangzhou Guangling District Science and Technology Plan Industry Foresight and Key Common Technology Key Project (GL202206), the Top-notch Academic Programs Project of Jiangsu Higher Education Institutions, China (TAPP), and the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions, China.国家自然科学基金(21673201), 扬州市广陵区科技计划产业前瞻性与共性关键技术重点项目(GL202206), 江苏高校品牌专业建设工程项目和江苏高校优势学科建设工程项目资助© Editorial office of Acta Physico-Chimica Sinica[Article]doi: 10.3866/PKU.WHXB202212039Performance Improvement and Antibacterial Mechanism of BiOI/ZnO Nanocomposites as Antibacterial Agent under Visible LightJing Kong 1,2,†, Jingui Zhang 3,†, Sufen Zhang 2, Juqun Xi 1,*, Ming Shen 2,3,*1 Medical College, Yangzhou University, Yangzhou 225009, Jiangsu Province, China.2 College of Chemistry and Chemical Engineering, Yangzhou University, Yangzhou 225002, Jiangsu Province, China.3 Jiangsu Huicheng Medical Technology Co., Ltd., Yangzhou 225108, Jiangsu Province, China.Abstract: Bacterial infections cause various serious diseases including tuberculosis, meningitis, and cellulitis. Moreover, there is an increase in the number of drug-resistant bacterial strains, which has caused a global health issue. Thus, it is highly essential to develop more effective antibacterial agents. Currently, zinc oxide (ZnO) is commonly used as an inorganic antibacterial agent, but with a notable limit in efficiency. In this work, to improve ZnO antibacterial activity under visible light, bismuth oxyiodide (BiOI) with a narrow bandgap of 1.8 eV was used as a suitable refinement to ZnO. Four different BiOI/ZnO nanocomposites were designed and synthesized via a simple mechanical stirring method in an atmospheric environment;these were denoted as BiOI/ZnO-2.5%, BiOI/ZnO-5%, BiOI/ZnO-10%, and BiOI/ZnO-20%. The successful synthesis of the BiOI/ZnO nanocomposites was verified through X-ray powder diffraction, energy-dispersive X-ray analysis, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). A unique BiOI/ZnO heterojunction was also observed for the nanocomposites through high-resolution TEM, XPS, and selected area electron diffraction. Ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy revealed that all four BiOI/ZnO nanocomposites exhibited improved visible light absorption and possessed narrower bandgaps than the ZnO nanoparticles (nano-ZnO). Furthermore, the antibacterial activities of all BiOI/ZnO nanocomposites were investigated under visible light against both gram-positive and gram-negative bacteria strains. The results indicated a significant improvement in the antibacterial activities of BiOI/ZnO-10% and BiOI/ZnO-20% against both Staphylococcus aureus (S. aureus ) and Escherichia coli (E. coli ). Strong light exposure was found to be attributable to an increase in the antibacterial activity against S. aureus . In addition, the antibacterial mechanistic investigation was conducted upon visible light activation. The SEM images showed completely broken bacterial cell walls for both bacteria strains after treatment with the BiOI/ZnO nanocomposites. Hydroxyl radicals (•OH), which are strong reactive oxygen species, generated by the BiOI/ZnO nanocomposites under visible light, were also trapped by 5,5-dimethyl-1-pyrroline-N -oxide. Furthermore, zeta potential analysis revealed the presence of more positively charged BiOI/ZnO nanocomposite surfaces than the surfaces of nano-ZnO. The metal ions released from the BiOI/ZnO nanocomposites under visible light were also studied through inductively coupled plasma mass spectrometry. Based on the above results, BiOI/ZnO nanocomposites were found to exhibit antibacterial mechanism similar to that of nano-ZnO. In the dark, E. coli growth was only inhibited by Zn 2+ released from both BiOI/ZnO nanocomposites and pure nano-ZnO. After visible light activation, •OH generated from theBiOI/ZnOnanocomposites mainly contributed to the bacterial cell death of both E. coli and S. aureus. This study proposes an effective strategy to enhance the antibacterial activity of nano-ZnO under visible light upon the formation of nanocomposites with BiOI. Besides, this study indicates that the ZnO-based nanocomposites can be used as a more effective antibacterial agent in clinical applications.Key Words: BiOI/ZnO nanocomposites; Photocatalysis; Antibacterial activity; Visible light activation;Reactive oxygen species可见光激发的BiOI/ZnO纳米复合抗菌剂制备及其抗菌活性与机制孔菁1,2,†，张金贵3,†，张素芬2，奚菊群1,*，沈明2,3,*1扬州大学医学院，江苏扬州 2250092扬州大学化学化工学院，江苏扬州 2250023江苏汇诚医疗科技有限公司，江苏扬州 225108摘要：细菌感染可引发各种严重疾病，在细菌耐药性日益严重的今天开发无机抗菌药物具有重要意义。
BiOI的制备方法
BiOI的制备方法BiOI 的制备1.水热法水热法是湿化学方法之一。
湿化学方法一般会用到表面活性剂、高温、有机溶剂、过程控制和模板等。
水热法是实验室常用的方法之一，因为该方法成本比较低、反应温度不高、产率高，能够制备出理想的结构，适合大规模的生产。
使用水热法制备BiOI时，可以通过加入表面活性剂调控晶体的生长，制备出具有理想形貌的产物。
采用五水合硝酸铋（Bi（NO3）3·5H2O）和碘化钾（KI）分别作为Bi源和I源,乙二醇（EG）作为助剂与水一起作为溶剂,通过水热法合成BiOI。
取1. 455 g( 0. 003 mol) Bi( NO3) 3·5H2O 加入到80 mL 乙二醇中，室温下使用磁力搅拌器充分搅拌得到白色浊液，将0. 498 g( 0. 003 mol) KI 溶于80 mL 去离子水中，逐滴加至上述白色浊液中，持续搅拌最终得到红色BiOI，最后转入200 mL 高压反应釜中，160 ℃恒温处理24 h，所得产物进行过滤并用去离子水、无水乙醇洗涤 3 次，在60 ℃鼓风干燥箱中烘干得到BiOI 纳米颗粒。
采用单一元素变量法,通过研究反应液条件对BiOI光催化材料的催化活性及结构的影响,来筛选出新型光催化材料BiOI的最佳制备条件。
通过SEM、XRD、UV-Vis等对合成材料的结构和形貌等性质进行表征,通过光催化降解亚甲基蓝（25mg/L MB）和罗丹明B（10mg/L RhB）模型来对此光催化剂的催化活性进行评价。
实验结果表明：在反应溶液pH=5、水热反应温度T=160℃、水热反应时间t=16h的条件下合成的BiOI样品的光催化活性最高,可见光照射30min对MB和RhB 的降解率都能够达到98%。
2.溶剂热法溶剂热法与水热法的不同之处是溶剂法使用有机溶剂代替水，利用溶剂热法制备纳米材料时，可以选择一种或多种有机溶剂均匀混合之后作溶剂，这样极大地扩大了水热法的应用范围。
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。
bioi与乙酰丙酮氧钒转化为bivo4方程式
bioi与乙酰丙酮氧钒转化为bivo4方程式近年来，随着环境污染问题的日益严重，人们对于可再生能源的需求也越来越迫切。
太阳能作为一种清洁、可再生的能源，备受关注。
然而，太阳能的利用效率仍然有待提高。
在这方面，光催化技术被认为是一种有潜力的解决方案。
光催化技术利用光能将光子转化为化学能，从而实现水的分解和有机物的降解等反应。
在光催化反应中，催化剂起着至关重要的作用。
近年来，一种名为BiVO4的催化剂备受研究者的关注。
BiVO4是一种具有良好光催化性能的半导体材料。
它具有较窄的能隙和适中的带边位置，使其能够吸收可见光并产生光生电子-空穴对。
这些电子-空穴对可以参与光催化反应，从而实现水的分解和有机物的降解等重要反应。
然而，纯BiVO4的光催化性能仍然有待提高。
为了增强其光催化活性，研究者们通过掺杂和复合等方法进行了改性。
其中，一种名为bioi的材料被发现可以有效提高BiVO4的光催化性能。
Bioi是一种具有层状结构的材料，其化学式为Bi4O4I6。
它具有较大的比表面积和丰富的活性位点，可以提供更多的反应活性中心。
此外，bioi还具有良好的光吸收性能和电子传输性能，有助于提高光催化反应的效率。
乙酰丙酮氧钒是一种常用的前驱体，可以用于制备BiVO4。
通过将乙酰丙酮氧钒与bioi进行反应，可以得到BiVO4。
其反应方程式如下：2Bi4O4I6 + 3VO(acac)2 → 4BiVO4 + 12BiI3 + 6(acac)在这个反应中，乙酰丙酮氧钒与bioi发生反应，生成BiVO4、BiI3和乙酰丙酮。
BiVO4是最终产物，具有良好的光催化性能。
BiI3是副产物，可以通过后续处理进行回收利用。
通过这种方法制备的BiVO4具有较高的光催化活性。
研究表明，与纯BiVO4相比，bioi掺杂的BiVO4在可见光下的光催化活性提高了很多。
这是因为bioi的引入增加了反应活性位点，提高了光生电子-空穴对的产生率。
总之，光催化技术是一种有潜力的解决能源和环境问题的方法。
碘氧铋复合光催化材料的制备及其降解RhB性能研究
碘氧铋复合光催化材料的制备及其降解RhB性能研究碘氧铋复合光催化材料的制备及其降解RhB性能研究引言水污染问题日益严重，已成为全球环境科学领域研究的热点之一。
有机染料是水污染的主要来源之一，如何高效降解有机染料成为了研究的重点。
催化降解技术作为一种可行的方法，吸引了广泛的关注。
其中，光催化技术因其高效、环保的特点而备受瞩目。
本文主要研究了一种具有良好光催化降解性能的碘氧铋复合材料的制备方法以及其降解罗丹明B（RhB）的性能。
实验方法碘氧铋复合材料的制备：将碘化铋（BiI3）和水合锂盐（Li2O·nH2O）以1:2的摩尔比混合，并在高温条件下进行球磨2h，然后通过离心将固体沉淀分离，最后在真空中干燥制备形成碘氧铋复合材料。
材料表征：使用X射线衍射仪（XRD）对制备的碘氧铋复合材料进行晶体结构分析，利用紫外-可见漫反射光谱仪（UV-Vis DRS）研究其光吸收性能。
此外，使用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察材料的形貌和微观结构。
光催化性能测试：以罗丹明B（RhB）为目标污染物，制备一定浓度的RhB溶液，并将碘氧铋复合材料加入反应体系中。
在紫外光照射下，测定不同时间间隔下RhB溶液中的降解率。
结果与讨论碘氧铋复合材料的XRD图谱显示其为结构完整、无杂质的型号，与文献中报道的BiOI的晶体结构相似。
UV-Vis DRS结果表明，碘氧铋复合材料在可见光范围内具有较高的光吸收能力。
SEM和TEM图像显示，复合材料呈现出均匀的颗粒形貌，颗粒粒径约为100 nm。
光催化降解实验结果显示，碘氧铋复合材料能够显著地降解RhB。
在紫外光照射2小时后，RhB降解率达到80%，而在4小时后，降解率接近100%。
这表明碘氧铋复合材料对RhB具有良好的光催化活性。
此外，对比了碘化铋（BiI3）和水合锂盐（Li2O·nH2O）所单独制备的样品，发现单独使用碘化铋或水合锂盐的降解效果远不如碘氧铋复合材料。
铋系光催化剂的最新研究进展
铋系光催化剂的最新研究进展王军;伍水生;赵文波;廉培超;王亚明【摘要】铋系光催化剂作为一种新型的催化剂成为了近年来的研究热点.综述了铋系光催化剂包括钨酸铋,钒酸铋,钛酸铋及卤氧化铋的一些最新研究进展,从合成方法,影响因素,反应机理,光催化活性等方面对其进行阐述.并指出了该类型催化剂目前存在的问题和发展前景.【期刊名称】《化工科技》【年(卷),期】2014(022)002【总页数】6页(P74-79)【关键词】铋系光催化剂;钨酸铋;光催化活性;研究进展【作者】王军;伍水生;赵文波;廉培超;王亚明【作者单位】昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500;昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650500【正文语种】中文【中图分类】TQ426.8环境污染和能源短缺是21世纪人类迫切需要解决的2大问题，光催化反应在室温下利用太阳能作为光源可以直接驱动反应的独特性能，成为了一种理想的环境污染控制技术和清洁能源生产技术。
TiO2具有无毒，催化活性高，抗氧化能力和稳定性强等优点。
但TiO2的禁带较宽为3.2e V，在可见光范围内没有响应，太阳能的利用率较低，激发产生的电子和空穴复合率高，光量子效率<4%。
因此急需开发新的半导体催化剂，使其在可见光范围内有响应，并具有较高的催化活性。
在这种情况下科研工作者研究和开发出了铋系光催化剂并取得了一系列显著成效。
作者将介绍几种常用的铋系光催化剂。
1 光催化原理光催化反应是指利用光能进行物质转化的一种方式，是光与物质之间相互作用的多种方式之一。
光催化剂一般是一些在常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的半导体材料。
半导体一般是由充满电子的低能价带(VB)和空的高能导带(CB)构成，价带和导带之间称为禁带，没有能级存在。
用公式大概可进行估算。
微波法合成BiOI光催化剂的条件探究
ｄ ｅ ｇ ｒ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＭＯ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｖ ｉ ｏ ｌ ｅ ｔ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｉ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｓ ｔ ；ｂ ｉ ｓ ｍｕ ｔ ｈ ｏ ｘ ｙ ｉ ｏ ｄ ｉ ｄ ｅ ；ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｗ ａ ｖ ｅ ；ｍｅ ｔ ｈ ｙ ｌ ｏ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ
ｉ ｒ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗ ａ ｓ ａ ｎ ａ ｓ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｄ—ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｂ ｉ （ Ｎ Ｏ ３ ） ３・ ５ Ｈ２ Ｏ ａ ｎ ｄ Ｋ Ｉ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｗ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ，ｇ ｌ ｙ ｃ ｏ ｌ ａ ｎ ｄ
第４ １ 卷第 ２ ０期 ２ ０ １ ３年 ｌ ０月
广
州
化
工
Ｖｏ １ ． ４１ Ｎｏ ． ２ ０ Ｏｃ ｔ ｏ ｂ ｅ ｒ ． ２ ０ １ ３
卤氧铋的不同
卤氧铋的不同
卤氧铋，是一种重要的铋化合物，由铋和卤素（即氟、氯、溴、碘）元素与氧元素结合而成。
其具有不同的物理化学性质和用途，下面将针对不同类型的卤氧铋进行介绍。
① 卤氧三铋（BiOCl）：是最常见的卤氧铋之一，是一种白色固态粉末，晶体结构为层状，具有较好的光催化性能和光电导性能，在环境治理、人工光合作用等方面有广泛的应用，常用于光催化降解有机污染物、光电池等领域。
② 卤氧氢铋（BiOBr）：与卤氧三铋相似，是一种具有层状结构的化合物，通常呈现黄色或棕色，可用作光催化降解有机物、制备刺激响应型材料、光电池等领域。
③ 卤氧碘铋（BiOI）：与卤氧三铋和卤氧氢铋相比，卤氧碘铋在晶体结构上与前者接近，而在化学性质上与后者相似，呈现黑色或棕色晶体，是一种近年来备受关注的研究热点，已在太阳能电池、光电催化、光学传感等领域得到广泛应用。
④ 卤氧溴铋（Bi5OBr9）：由于其晶体结构和化学成分独特，具有一定的光电性能和催化性能，是一种潜在的光电材料。
总体来说，不同类型的卤氧铋具有不同的结构、化学性质和应用领域，但却有相同的优点：均具有良好的光催化性能和光电性能，对于环境治理和新型能源研究具有广泛的应用前景。
W18O49
溶解在 ５０ ｍＬ 正丙醇溶液中ꎬ磁力搅拌到 ＷＣｌ６ 的粉
末全部消失ꎬ此时观察到溶液呈现黄绿色ꎮ 将前驱
体溶液移入 １００ ｍＬ 聚四氟乙烯内衬的反应釜中ꎬ在
加热炉中 １８０℃ 反应 ２４ｈ 后移出炉外冷却至室温ꎬ将
冷却好的样品从 １００ ｍｌ 聚四氟乙烯内衬的反应釜中
移入到离心管内加入去离子水洗三次ꎬ然后将离心
ＭＩ Ｓｈｉｘｉｎꎬ ＭＵ Ｈｏｎｇｘｕꎬ ＹＡＮＧ Ｌｕｊｕａｎꎬ ＷＡＮＧ Ｊｉａｎｈａｏꎬ ＷＵ Ｐｅｎｇｗｅｉꎬ
ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｈｕａꎬ ＬＩＵ Ｚｉｗｅｉꎬ ＺＨＵＮＧ Ｙａｎｌｉ
( Ｈａｒｂｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｈａｒｂｉｎ １５００８０ꎬ Ｃｈｉｎａ)
有全光谱响应的 Ｗ１８ Ｏ４９ / ＢｉＯＩ 复合材料ꎬ探讨复合
材料的光催化性能ꎮ
题的半导体光催化技术受到了高度的重视ꎬ期待完
１ 实 验
和 Ｋ Ｈｏｎｄａ [１] 提出纯的 ＴｉＯ２ 材料在日光照射条件下
１ １ Ｗ１８ Ｏ４９ / ＢｉＯＩ 复合催化剂的制备
成高效率治理污水的效果ꎮ 自 １９７２ 年ꎬＡ Ｆｕｊｉｓｈｉｍａ
第 ２８ 卷 第 １ 期
２０２３ 年 ２ 月
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｗ１８ Ｏ４９ / ＢｉＯＩ 复合光催化剂的制备及性能研究
Ｖｏｌ ２８ Ｎｏ １
Ｆｅｂ ２０２３
的带隙宽度分别约为 １ ９７ｅＶ 和３ ０６ｅＶꎬ理论上可形成异质结ꎬ有助于加速电子转移速率ꎬ有效降低了电子和空穴
碘氧铋光催化材料研究进展
72随着社会的发展，环境污染与能源短缺已成为影响人类社会可持续发展的主要因素。
自1972年Fujishima团队首次在Nature上发表了TiO 2在光照条件下能将水分解为H 2和O 2后[1]，光催化就此引起了科研工作者的关注和大量研究。
光催化技术因具有成本低、二次污染小、可重复使用等优点得到了广泛认可，随后发现了一大批光催化性能优异的光催化剂，如TiO 2、Ag 3PO 4、SnS 2等，并广泛应用于能源与环境领域。
最近，卤氧化铋BiOX（X=I、Br、Cl）因独特的层状结构和优异的光学性质而被广泛关注。
BiOX是由一层[Bi 2O 2]2+和2层X -交替排列组成，这种独特的层状结构会在[Bi 2O 2]2+和X -之间产生内部电场，从而促进电子和空穴的分离，提高光催化活性[2]。
其中，BiOI的禁带宽度在1.7～1.9ev，是卤氧铋中禁带宽度最窄材料，对可见光具有很强的吸收能力。
另外，BiOI属于间接带隙半导体，导致电子必须穿过K层才能返回价带，从而降低了电子-空穴的复合几率，这些特点展现了BiOI在光催化中的潜力。
但其价带位置不够正、光生电荷分离效率低、活性位点少等问题阻碍了大量应用。
此外，BiOI光催化材料为微纳米级颗粒，易发生团聚，不易回收，影响其循环利用。
本文对BiOI的改性进行归纳总结，综述了BiOI在改性的同时提高循环利用性的研究现状，并对进一步提高BiOI光催化利用效率进行了展望。
1 BiOI的改性研究针对BiOI的低电荷转移率和光生电子空穴对的高复合率等弊端，近年来研究者对BiOI进行了大量修饰改性研究，并取得了显著效果，主要改性方法包括离子掺杂、表面修饰、半导体复合等。
离子掺杂是通过将金属或非金属元素掺入BiOI 半导体中，从而半导体的价带与导带之间形成杂质能级，从而减少禁带宽度，增强光响应范围，同时也可以增强半导体的电荷传输特性，提高光生载流子的传输效率。
Ma等[3]在室温下通过简单水解法制备了磷掺杂的BiOI分级微球，测试结果发现P掺杂有利于形成均匀的分级微球，并且P掺杂不仅可以增加价带宽度，还可以提高导带最小值，从而使光生载流子的分离能力更强，产生的空穴的迁移率更高，超氧化物离子的浓度也更高，在可见光照射下，光催化结果表明P掺杂的BiOI样品对罗丹明B的降解速率几乎是纯BiOI的2.6倍BiOI的表面修饰是使用Au、Pt、Ag等贵金属或者碳量子点等对BiOI光催化剂的表面进行修饰，从而利用等离子体效应和电子捕获效应，使得载流子的分离与迁移得以提高。
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。
BiOI标准XRD
BiOI标准XRDBiOI是一种重要的卤化铋光催化材料，具有良好的光催化性能和光电化学性能。
X射线衍射（XRD）是一种常用的分析手段，可以用于研究材料的晶体结构、结晶度和晶体尺寸等信息。
本文将介绍BiOI标准XRD的相关内容，帮助读者更好地了解和分析BiOI材料的结构特征。
首先，BiOI的XRD图谱通常呈现出特征性的峰值，这些峰值对应着材料的晶面结构。
通过比对标准XRD图谱，可以准确确定BiOI的晶格参数和结构类型，进而推断出其晶体结构。
在进行XRD分析时，需要注意样品的制备和处理，确保样品的质量和纯度，以获得准确的XRD图谱。
其次，XRD图谱中的峰值强度和位置可以反映出材料的结晶度和晶体尺寸。
一般来说，峰值的强度与晶体的排列程度成正比，而峰值的位置与晶体的晶格参数有关。
通过分析XRD图谱中的峰值信息，可以评估BiOI材料的结晶质量和晶体尺寸，为材料性能的研究提供重要参考。
此外，XRD还可以用于研究BiOI材料的晶体取向和晶体缺陷。
通过测量不同取向的XRD图谱，可以分析材料的晶体取向分布情况，了解晶体生长的偏好方向。
同时，XRD还可以检测材料中的晶格缺陷，如位错、孪晶等，为材料性能的优化提供指导。
综上所述，BiOI标准XRD是研究BiOI材料结构和性能的重要手段，通过分析XRD图谱中的峰值信息，可以准确确定材料的晶体结构、结晶度和晶体尺寸，为材料的设计和应用提供重要参考。
因此，掌握BiOI标准XRD分析方法，对于深入理解BiOI材料的特性具有重要意义。
总之，本文对BiOI标准XRD进行了简要介绍，希望能够帮助读者更好地理解和应用XRD分析技术，促进BiOI材料的研究和应用。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。
纳米BiOI的稳定性、结构及光催化性能研究
纳米BiOI的稳定性、结构及光催化性能研究余长林;操芳芳;李鑫;杨凯【摘要】首先在水溶液中通过沉淀反应制备了BiOI,然后在不同温度下对其进行焙烧,考察其稳定性.对不同温度焙烧制得的样品进行了X-射线粉末衍射(XRD)、热重(TGA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-vis)漫反射(DRS)吸收等表征.以可见光(λ＞420 nm)为光源,对在不同温度焙烧后的样品进行了光催化降解亚甲基蓝模拟废水的活性测试.结果表明,BiOI不是一种稳定的化合物.它在焙烧过程中可以发生由BiOI→ Bi5O7I→α-Bi2O3的系列化学变化.紫外-可见漫反射测试和计算结果表明,BiOI、Bi5O7I、Bi5O7I/Bi2O3混合物和Bi2O3各样品对应的禁带宽度分别为1.80 eV、2.47 eV、2.77 eV和3.15 eV.在可见光照射下,光催化活性顺序为BiOI ＞Bi5O7I＞Bi5O7I/Bi2O3混合物＞Bi2O3.这与催化剂对可见光的吸收能力变化相一致.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2011(002)004【总页数】6页(P86-91)【关键词】Bi-基光催化剂;热处理;微结构;禁带宽度;光催化活性【作者】余长林;操芳芳;李鑫;杨凯【作者单位】江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000;江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000;江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000;江西理工大学冶金与化学工程学院,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TB321;O643半导体光催化氧化技术具有操作简单、反应条件温和、能耗低及二次污染少等优点，因而在环境治理领域引起广泛的关注[1-8].在所使用的半导体氧化物催化剂中，TiO2由于具有生物惰性、强氧化能力、无毒和无光腐蚀等特点，成为最广泛使用的光催化剂[9-15].但TiO2具有很宽的禁带宽度（3.2 eV），只有在紫外光激发下才有光催化降解能力.因此，TiO2对可见光和太阳光的利用效率并不高.铋氧卤BiOX(X=Cl,Br,I)一类化合物以前主要用作铁电材料和颜料.近期研究发现，铋氧卤类物质具有很好的可见光和紫外光催化活性[16-18].例如，Zhang等发现BiOI微球在可见光下，具有较好降解染料甲基橙（MO）的能力[17].Lin则报道了纳米级BiOCl可以表现出比商业光催化剂P25(TiO2)更好的催化活性[18].近期的研究发现，贵金属Pt和Ag的复合可以大幅度提高BiOI和BiOBr对染料的可见光催化降解效率[19-20].但目前对该类物质的稳定性及微结构，如晶相、粒子大小、形态与光催化活性的关系还不是非常清楚，因此有待进一步研究.在这篇论文中，我们详细研究了不同煅烧温度对BiOI的组成、微结构和光催化性能的影响，并对催化剂的微结构与光催化活性的关系进行了讨论.首先用沉淀法制备BiOI样品.取0.01 mol分析纯的Bi(NO3)3·5H2O （AR,99.5%,上海国药集团）溶解在7mL冰醋酸（AR,99.5%,上海国药集团）中，得到A溶液；用10mL去离子水溶解0.01 mol NaI（AR,99.0%,上海国药集团）和0.02 mol CH3COONa（AR,99.0%,上海国药集团）得到B溶液.在磁力搅拌器强烈搅拌下，将A溶液快速倒入B溶液中，并用磁力搅拌器继续搅拌12 h，反应完全后，过滤得到固体产物，并用去离子水洗涤3次，在90℃下烘12 h，得到BiOI化合物.最后将BiOI在马弗炉中于不同温度下进行焙烧2.5 h，得到其它样品.焙烧温度分别为250℃、350℃、450℃、550℃、650℃、750℃和850℃.用X-射线衍射仪（XRD）对样品进行晶相和结晶度测试，测试条件是电压为40 kV，电流为40 mA，所用仪器为Bruker D8-Advance X射线衍射仪.用热重分析BiOI的稳定性，所用仪器为TGA-2950热重仪，加热速率为10℃/min，同时通30mL/min的空气流.用LEO 1450VP型扫描电镜对样品的形貌进行分析.在Tecnai 20 FEG透射电镜上进行样品一次粒子的形貌和大小分析.在Cary 100型紫外-可见分光光度计进行样品的紫外-可见漫反射吸收测试，利用BaSO4做参比. 在可见光下进行样品的光催化降解亚甲基蓝的活性测试.以300 W的钨灯为光源.光催化反应器的结构如文献[7]所报道.把0.05 g催化剂分散在80mL浓度为0.02 g/L的亚甲基蓝水溶液中，制成悬浮液.在反应前，悬浮液先在黑暗下磁力搅拌40 min，以达到染料与催化剂表面的物理吸附平衡，然后打开光源.反应过程中，悬浮液用磁力搅拌器不断进行搅拌的同时，通循环水冷却，使悬浮液的温度保持在22℃左右.在一定的光照时间间隔内，取出1-2mL悬浮液，进行高速离心分离.取上层澄清液体，用紫外分光光度仪测定其染料的吸光度.亚甲基蓝的最大吸收峰为650 nm，用此峰作为亚甲基蓝浓度的定量分析.图1为制备各样品的XRD谱.由图1可知，当焙烧温度在350℃以下时，所得的3种BiOI样品表现出大致相同的衍射峰.计算出样品的晶格参数为a=3.981,b=3.981和c=9.12，恰好与数据库JCPDS卡 No.73-2062的数据（a=3.980，b=3.980,和c=9.120）十分接近.在这3个样品中，均没有发现其它衍射峰，表明样品为纯BiOI.当焙烧温度增加时，样品衍射峰变得更尖锐,表明样品结晶度随焙烧温度的升高而升高.但是当焙烧温度升高到450℃以上时，BiOI原有的特征衍射峰消失了，同时在2θ为28.00°、31.14 °、33.05 °、46.13 °、53.45 °和56.29 °处出现新衍射峰.这些新衍射峰对应的是Bi5O7I的特征衍射峰(JCPDS 卡No.40-0548，2θ为28.0 °、31.13 °、33.00 °、46.10 °、53.35 °和56.19 °），表明在此温度下发生了由BiOI到Bi5O7I的转变.此时，发现样品的颜色由深红色变成深黄色，这种颜色的变化也进一步证实了这种转变.从该图中还可以看出，Bi5O7I在450～650℃的焙烧温度下，具有相同的衍射峰，说明没有其它物质的存在.当焙烧温度继续升高到750℃时，又在2θ=27.33°处出现一明显衍射峰，当温度为850℃时，此衍射峰变得强且更尖锐，同时Bi5O7I的衍射峰几乎消失了，新的衍射峰对应为α-Bi2O3的特征衍射峰，这与JCPDS卡No.71-2274完全相符.在750℃时，则观察到α-Bi2O3和Bi5O7I两种物质的特征衍射峰，说明此温度下制备的样品由α-Bi2O3和Bi5O7I组成的混合物.为了研究BiOI的热稳定性，利用热重 (TGA)对BiOI进行进一步分析.图2为BiOI 的热重谱.从该图可以看出，BiOI不是一种稳定的物质，在空气气氛中，在温度超过350℃时就开始分解，失去碘元素.发现在350～520℃范围内，总重量减少了约27%，正好对应化学反应式（1）中的失重：在520～600℃的温度范围内，则没有观察到明显的质量损失.表明在该温度范围内，Bi5O7I是稳定的.在600～850℃范围之间，总质量损失约为9.16%，则刚好对应由Bi5O7I到Bi2O3的转变中的失重，该反应方程式为：方程(2)中的质量损失约为9.2%，这与TGA的测试结果一致.样品质量损失速率表明，Bi5O7I到Bi2O3的快速转变是发生在650℃左右.结合TAG和XRD测试，可以清楚了解到BiOI在焙烧过程中经历了BiOI→ Bi5O7I→ α-Bi2O3的系列转变. 用SEM分析不同温度下焙烧后样品的形貌.图3显示了在250℃、450℃、750℃和850℃下焙烧后样品的SEM照片.由该图可知，250℃下焙烧制备的样品由大量分散而均匀的片状颗粒组成.样品在450℃下焙烧后，则出现了一些更细的颗粒，这些更细的颗粒可能是由于BiOI发生分解，生成了Bi5O7I的原因.随着焙烧温度的继续升高，片状颗粒消失，同时出现了一些尺寸更大的颗粒.850℃焙烧后的样品颗粒之间发生了强烈的烧结，几乎没有观察到小粒子的存在.样品的一次粒子形貌和尺寸通过TEM做进一步的分析.图 4（a）是 BiOI在250℃焙烧后的TEM 照片，表明在此温度下焙烧后的样品由具有规则形状的纳米片组成，该纳米片表面光滑，尺寸为100～200 nm.图4（b）表明，在450℃下焙烧后，粒子由片状变成了不规则的颗粒.由图4（c）可见，在750℃焙烧后的样品颗粒的形貌发生了巨大变化，纳米片完全消失，变成了尺寸为50～100 nm的立方体或球形的大颗粒，这些大颗粒是由小颗粒之间发生了烧结而形成的.图5为部分样品的紫外可见漫反射吸收光谱图.可见，所有样品均可以在可见光区域发生吸收.在350℃下，BiOI显示出最强的可见光吸收能力，吸收边约为670 nm.450℃处理后生成了Bi5O7I，其吸收边向短波方向移动，为519 nm.750℃焙烧后的样品的吸收边进一步向短波方向移动，约为472 nm，这是由于该样品为Bi5O7I和Bi2O3的混合物，因为Bi2O3的吸收边在430 nm左右.很明显，固体的颜色与它的吸收边位置有关.BiOI、Bi5O7I、Bi2O3样品的颜色分别为深红、深黄和黄色，这与它们对不同波长的吸收是相一致的.根据样品的吸收边可以利用公式Eg=1238/λg（吸收边）[21]，计算其禁带宽度.计算结果表明，BiOI、Bi5O7I、Bi5O7I和Bi2O3混合物的禁带宽度分别为1.80eV、2.47 eV、2.77 eV和3.15 eV.样品的光催化活性是通过在可见光（λ＞420 nm）照射下降解亚甲基蓝进行评价的.图6为20×10-6的亚甲基蓝水溶液的紫外-可见吸收光谱.可以发现它有两个吸收峰，第一个峰出现在289 nm,第二个吸收峰出现在650 nm，选650 nm处最大吸收峰的吸光度来定量分析亚甲基蓝浓度的变化.图7为亚甲基蓝水溶液在可见光(λ＞420 nm)照射下的浓度变化情况.可见，在150～350℃的焙烧温度范围内，样品焙烧温度的升高，使获得的催化剂的活性逐渐提高，其原因是随着焙烧温度的升高，BiOI的结晶度逐渐增加了.结晶度的增加可以加速光生电子-空穴对的分离速率，产生了更多使染料降解的活性自由基，从而加快染料的降解速度.当焙烧温度在350～450℃时，样品的催化活性急剧下降，原因是在此温度下，BiOI转变成了Bi5O7I.Bi5O7I的禁带宽度变宽，导致样品对可见光的吸收能力减弱.当焙烧温度为450～650℃时，样品的活性变得更低，这是由于催化剂的结构发生了巨大变化.在此温度下，催化剂颗粒粒径变大、同时样品分散度下降，导致催化剂的光催化性能下降.粒径小的纳米催化剂往往具有更强的光催化活性，因为光生电子与空穴在粒径小的纳米颗粒可以得到更快的分离，从而降低光生电子与空穴的复合机率.至于Bi2O3表现出极低的光催化活性的原因主要有两个，一是由于Bi2O3的禁带宽度很大，对可见光的吸收很弱；另一个是在生成Bi2O3的同时，粒子之间发生了严重的烧结.为了定量比较不同样品对亚甲基蓝的降解性能，现定义一个降解率，即降解率=(C0-C)/C0×100%,(其中,C0为染料初始浓度，C为降解后的染料浓度)，得到的结果列于表1.由表1可知，350℃焙烧制备的样品表现了100%的降解率.光催化剂的活性主要与光生电子和空穴对的分离效率和催化剂的能带结构两个因素密切相关.在光催化降解过程中，光生电子和空穴的有效分离，才能产生更多的降解活性自由基.对于同一化合物，结晶度对其活性起决定性作用，因为半导体结晶度的提高可以减少晶体缺陷，而晶体缺陷往往是光生电子(e-)和空穴(h+)的复合中心.另一方面，催化剂结构的恶化，如比表面积的减少、晶体粒子的长大都使催化剂的活性下降.对于不同化合物，其能带结构的不同是决定光催化活性的主要因素.所制备样品的禁带宽度排列为：BiOI(1.80 eV)＜Bi5O7I(2.47 eV)＜Bi5O7I/Bi2O3混合物(2.77 eV)＜Bi2O3(3.15 eV).这刚好和可见光下光催化活性顺序一致，即BiOI＞Bi5O7I/Bi2O3混合物＞Bi2O3.禁带宽度的减小，有利于催化剂对可见光吸收能力的增强，提高其光催化活性.研究表明，BiOI不是一个稳定的化合物.在焙烧过程中它的组成、结构会发生一系列的变化.一方面，焙烧温度达到350℃时，BiOI就会逐渐失去碘元素，转化成新的化合物，即发生BiOI→Bi5O7I→α-Bi2O3的系列反应.Bi5O7I则是一种更稳定的化合物，可以在温度低于750℃的条件下稳定存在，在温度达到850℃时，Bi5O7I可以完全转化为α-Bi2O3.另一方面，煅烧温度对样品的微观结构产生重大影响.在较低的温度下焙烧，能够提高BiOI的结晶度.但是，在高温下进行焙烧会使催化剂的物理结构发生恶化.在可见光(λ＞420 nm)下，样品光催化活性的顺序为：BiOI＞Bi5O7I/Bi2O3混合物＞Bi2O3，这和所制备样品对可见光的吸收能力是一致的.【相关文献】[1]余长林,杨凯.异质结构的复合光催化材料的研究新进展[J].有色金属科学与工程,2010，(1):16-23.[2]Yu C L,Yu J C,Chan M.Sonochemical Fabrication of Fluorinated Mesoporous Titanium Dioxide Microspheres[J].Journal of Solid State Chemistry,2009，182:1061-1069.[3]YuCL,YuJC.A Simple Way to Prepare C-N-codoped TiO2Photocatalyst with Visible-light Activity[J].Catalysis Letters,2009，129:462-470.[4]Yu C L,Yu J C.Sonochemical Fabrication,Characterization and Photocatalytic Propertiesof Ag/ZnWO4Nanorod Catalyst[J].Materials Science and Engineering:B,Advanced Functional Solid-State 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原位溶解_沉积法制备高可见光活性BiOI_Bi_2O_3光催化剂
关键词： BiOI/Bi2O3； 原位溶解-沉积； 可见光； 光催化； 异质结
中图分类号： O643.3； O614.41
文献标识码： A
文章编号： 1001-4861(2011)10-1964-05
Preparation of BiOI/Bi2O3 Photocatalyst with Highly Visible-Light Photocatalytic Activity by an In Situ Dissolving-Depositing Method
Key words: BiOI/Bi2O3; in situ dissolving-depositing; visible light; photocatalytic; heterojunction
过去数十年，通过光催化消除环境污染物越来 越引起人们的关注[1-4]。 传统的 TiO2 光催化剂具有优 秀的活性和稳定性，但需要紫外光才能激发，而紫 外光占太阳光谱中能量不足 5%，可见光却达 45%， 严重地限制了它的实际应用。 因此，非常有必要合 成能有效利用可见光的新型光催化剂。 碘氧化铋 BiOI 是一种新型的半导体光催化材料，其晶体结构 为 PbFCl 型，双 I-离子层和[Bi2O2]2+层交替排列构成
甲基橙是一种化学性质较为稳定的含氮染料， 以甲基橙模拟有机污染物具有较强的代表性，所以 我们通过在室温下可见光光催化降解甲基橙来评 估样品的活性。 实验过程如下：以直径约 7 cm 的培
养皿为反应器， 将 0.1 g 样品分散在 25 mL 浓度为 4×10-5 mol·L-1 的甲基橙溶液中。 光照前，先让催化 剂、甲基橙和水达到一个吸附-脱附平衡。 用装有紫 外 光 截 止 滤 波 片 的 300 W 氙 灯 充 当 可 见 光 光 源 (λ≥420 nm)。 每间隔 20 min，取适量反应溶液离心 分离，并测定甲基橙的浓度。
纳米BiOI的稳定性、结构及光催化性能研究
（ｃｏｌ ｆＭｅａｕｇ ｎ ｈｍｉａ Ｅ ｇｎｅｉｇ ｉｎｘ ｎｖｒｉ ｆ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙ， ａ ｚｏ ４１０ ， ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｔｌ ｒｙａｄＣ ｅ ｃｌ ｎｉｅｒ ，Ｊ ｇｉ ｉｅｓｙｏ ｉ ｅａｄＴ ｃ ｎｌｇ Ｇ ｎｈｕ３ ０ Ｃ ｉａ ｌ ｎ ａ Ｕ ｔ Ｓ ｎ ０
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｂｉｍｕ ｈ ｘ ｉ ｄ ｄ ｐｌｔ ｓ ｔａ ｔ ｓ ｔ ｏ ｙ ｏ ｉ ｅ ａｅ ｗｅ ｅ ｒ ｐａ ｅ ｂｙ ｓ ｌ ｔｏ — ｓ ｄ ｒ ｐ ｅ ｒ ｄ ａ ｏｕ ｉ ｎ— ｂａ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｎ ｔ ｅ ｃ ｌ ｉ ｅ ａ ｖ ｒｏ ｓ ｔ ｏ ａ ｄ ｈ ｎ ａｃ ｎ ｄ ｔ ａ ｉ ｕ
Ｖｏ ． １ ２，Ｎｏ４ ．
Ａｕ ． ｌ ｇ ２０ｌ
文 章编 号 ： ６ ４ ９ ６ （０ １ ０ — ０ ６ ０ １７ —６ ９ ２ １）４ ０ ８— ６
纳米 Ｂ ＯＩ ｉ 的稳 定性 、 结构及光催化性能研究
余 长 林 ， 操 芳 芳 ， 李 鑫 ， 杨 凯
（ 西 理 ２ 大 学 冶 金 与 化 学 工 程 学 院 ， 西 赣 州 ３ １０ ） 江 １ ２ 江 ４ ０ ０
ｔ ｅａｕｅ． ｈ ｓｐｅ ａｅ ａ ｐｅ ｅｅｃ ａａｔ ｉ ｄｗ ｔ —ａ ｉｒｃｉ （ Ｄ ，ｈ ｒ ｇａｉ ｅｒ Ｔ Ａ ， ｅ ｒｔｒｓ Ｔ ｅａ－ ｒｐ ｒｄｓｍ ｌｓ ｒ ｈ ｒｃｅ ｚ ｉ Ｘ ｒｙｄｆ ａｔ ｎ ＸＲ ） ｔｅｍｏｒｖｍ ｔ ｍｐ ｗ ｒｅ ｈ ｆ ｏ ｙ（Ｇ ）
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高效光催化活性BiOI-石墨烯的合成及其性能研究
朱玲1，王磊1，夏杰祥2，陈志刚1，*
( 1. 江苏大学环境与安全工程学院，镇江 212013；2. 江苏大学化学化工学院，镇江 212013 )
目前，中空和多孔结构的光催化材料在清洁氢能源和环境保护方面有较好的应用，而BiOI 材料是一个层状结构的重要V-VI-VII 三元化合物。
这类层状结构材料的特点是由[Bi 2O 2]层中交错了两层卤素原子形成[1]。
为了进一步提高BiOI 的光催话活性，石墨烯纳米复合材料由于其特殊的结构和性能，成为光、电领域研究的热点。
石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种由碳原子以sp 2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料[2]。
本文用硝酸铋、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和氧化石墨烯作为反应物，通过水热法合成BiOI 单体和不同比例的BiOI-石墨烯。
本实验通过XRD 、XPS 、SEM 、TEM 等表征方法研究其结构，并对其构效关系进行分析。
BiOI-石墨烯在可见光下降解罗丹明B 活性图如图1 所示，图中发现参杂量为2wt% BiOI-石墨烯的复合光催化材料的光催化活性最好，其光催化降解率是99.6%，比单体高出很多。
本文对BiOI-石墨烯复合光催化剂光催化活性的增强可能的机理进行了讨论，认为这主要是因为石墨烯有很好的电子传导性，可以有效抑制BiOI-石墨烯的电子和空穴对的复合。
03060901201501800.0
0.20.4
0.6
0.8
1.0
C /C 0
Time/min BiOI 0.5% 1%
2%
3%
图1. 催化剂在可见光下降解罗丹明B(RhB)活性图
参考文献：
[1] Wang W D, Huang F Q, Lin X P, Yang J H. Visible -light-responsive photocatalysts xBiOBr-(1-x)BiOI[J]. Catal. Commun. 2008, 9, 8-12.
[2] A. Siokou, F. Ravani,S. Karakalos,O.Frank,M, Kalbac,C.Galiotis,Surface refinement and electronic properties of graphene layers grown on copper substrate:an XPS, UPS and EELS study, Applied Surface Science 257 (2011)9785–9790.。