论文摘要
卤氧铋是一类具有独特层状堆叠结构的半导体光催化剂,但单一的卤氧铋存在着光生电子与空穴易复合等缺陷.而贵金属颗粒通常可以充当电子"陷阱",促进电荷转移,延长载流子寿命,从而产生更好的光催化性能.本文成功合成了Bi24O31Cl10光催化剂,并对其进行Pt纳米颗粒修饰,从而获得了具有高光催化性能的光催化剂Pt/Bi24O31Cl10.其中,Bi24O31Cl10是以Bi（NO3）3·5H2O和NaCl作为前驱体并用氨水调节pH后水热制得,而Pt的负载使用光还原法.对获得的样品进行XRD测试并将结果与Bi24O31Cl10的标准卡片进行对比,发现各峰的位置都有较好的对应,证明Bi24O31Cl10合成成功.采用TEM观测Pt/Bi24O31Cl10的形貌,发现Bi24O31Cl10呈片状,其表面存在Pt颗粒.XPS测试发现,该样品只含有Pt,Bi,O,Cl四种元素,且它们的价态符合预期.这进一步说明成功合成了Pt/Bi24O31Cl10.考察了可见光照射下Bi24O31Cl10和Pt负载量分别为0.5%,1%,2%和3%的Pt/Bi24O31Cl10对甲基橙溶液的降解的光催化性能.结果表明,相比于载体,Pt/Bi24O31Cl10的光催化性能有了显著提高,其中1%Pt/Bi24O31Cl10的光催化活性最佳,并且在循环降解实验中表现出稳定的光催化活性.DRS测试结果表明,Bi24O31Cl10的带隙宽度为2.45 eV,而Pt的负载有效减小了禁带宽度,从而提高了催化剂对光的利用率.对Bi24O31Cl10进行了DFT建模,结果显示,Bi,Cl和O原子的排列遵循分层叠加模型,且每层垂直于内部静电场堆叠.而从它的能带结构和状态密度（DOS）可知,其导、价带边沿较为分散,这意味着光生载流子的有效质量较小,从而使载流子的运输更为容易.利用DRS以及对Bi24O31Cl10能带结构的计算结果,根据半经验公式可知,Bi24O31Cl10的导、价带位置分别为0.395和2.845 eV.而Pt的费米能级为0.8 eV.结合ESR测试结果,可对Pt/Bi24O31Cl10催化降解甲基橙的过程提出合理猜想:Bi24O31Cl10被光激发后,其表面的Pt充当电子"陷阱"以促进电子和空穴分离,被Pt捕获的电子与表面吸附的O2形成O2–,并进一步与甲基橙反应,完成光降解过程.
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 徐博冉,李娟,刘璐,李延东,郭绍辉,高旸钦,李宁,戈磊
关键词: 卤氧铋,光催化,甲基橙降解
来源: 催化学报 2019年05期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅰ辑
专业: 化学,材料科学
单位: 中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,中国石油大学(北京)理学院材料科学与工程系
基金: supported by the National Natural Science Foundation of China(51572295,21273285 and 21003157),Beijing Nova Program(2008B76),Science Foundation of China University of Petroleum Beijing(KYJJ2012-06-20 and 2462016YXBS05)~~
分类号: O643.36;TB383.1
页码: 713-721
总页数: 9
文件大小: 2111K
下载量: 67
相关论文文献
- [1].棒状Ag_2CO_3/SrCO_3的制备与高可见光光催化活性（英文）[J]. 稀有金属材料与工程 2017(02)
- [2].Cu_2O/Bi_2MoO_6耦合系统增强光催化活性研究(英)[J]. 安徽大学学报(自然科学版) 2017(05)
- [3].纳米TiO_2表面晶相结构转化及其光催化活性研究[J]. 现代化工 2019(12)
- [4].非金属元素催化活性的调控机理[J]. 物理化学学报 2020(08)
- [5].两种铋系光催化剂的制备、表征及光催化活性研究[J]. 化工管理 2016(33)
- [6].胃蛋白酶非天然催化活性的新用途:高效合成四氢喹唑啉（英文）[J]. 有机化学 2020(09)
- [7].以天然模板法制备异形TiO_2及光催化活性研究[J]. 天津城建大学学报 2017(03)
- [8].纳米铁酸钙的光催化活性与催化机理研究[J]. 无机盐工业 2017(09)
- [9].载体结构对钙钛矿氨分解催化活性的影响[J]. 化学工业与工程 2016(04)
- [10].尿素量对CeO_2粒子结构、形貌和光催化活性的影响[J]. 有色金属工程 2020(11)
- [11].热处理温度对天然闪锌矿光催化活性的影响[J]. 无机盐工业 2010(07)
- [12].影响TiO_2薄膜光催化活性的主要因素[J]. 天津化工 2008(02)
- [13].影响TiO_2薄膜光催化活性的主要因素[J]. 天津化工 2008(03)
- [14].生物形态的层次CeO_2微管的合成及其催化活性的增强（英文）[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2017(03)
- [15].PbS/K_2La_2Ti_3O_(10)复合物的制备及光催化活性研究[J]. 功能材料 2013(24)
- [16].钼氮共掺杂TiO_2的制备及其光催化活性[J]. 功能材料 2011(04)
- [17].四丁基氢氧化铵改性TiO_2的可见光催化活性[J]. 高等学校化学学报 2015(06)
- [18].几种类型纳米TiO_2的制备及光催化活性研究[J]. 广州化工 2011(10)
- [19].缓冲体系和金属离子对漆酶催化活性的影响[J]. 武汉理工大学学报 2009(05)
- [20].纳米片层结构石墨相氮化碳的光催化活性及循环利用[J]. 吉林大学学报(理学版) 2017(04)
- [21].TiO_2非晶含量计算及非晶对催化的影响[J]. 物理实验 2017(08)
- [22].铁电材料光催化活性的研究进展[J]. 物理学报 2017(16)
- [23].2-甲基吡啶类离子液体结构与酸性关联及其酯化催化活性[J]. 南昌大学学报(理科版) 2017(03)
- [24].花状氧化铜催化降解甲苯的性能研究[J]. 环境科学与技术 2017(08)
- [25].吸附剂对TiO_2光催化活性的影响[J]. 广东化工 2015(22)
- [26].｛001｝TiO_2纳米片的制备及不同含F量对其光催化活性的影响[J]. 硅酸盐通报 2011(06)
- [27].渣油加氢脱金属反应中沉积钒的自催化活性[J]. 石油学报(石油加工) 2010(04)
- [28].纳米TiO_2薄膜光催化活性研究[J]. 科技创新导报 2009(08)
- [29].纳米TiO_2的低温制备及光催化活性研究[J]. 淮阴师范学院学报(自然科学版) 2008(03)
- [30].外加磁场对掺杂TiO_2薄膜光催化活性的影响[J]. 世界科技研究与发展 2008(03)