含铋掺杂TiO_2及其铋系光催化剂的研究现状.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2011年第1期文章编号：1002—1124(2011)Ol一0038—06{订：含铋掺杂TiO2及其铋系光催化剂然的研究现状焦圣兵，葛小莹，罗善霞，范晓芬(河北省区域地质矿产调查研究所，河北廊坊065000)摘要：光催化氧化法是近年来发展较快的新技术之一，而高效光催化剂是该技术的核心。TiO掺杂改性或新型可见光催化剂的研发是当前光催化研究的焦点。本论文就国内外对TiO掺杂Bi、新型铋系光催化剂的研究现状进行了综述，并展望了该类可见光催化剂的发展前景。关键词：铋；光催化；光催化剂中图分类号：0645．4TQ

2、426．6文献标识码：AResearchofcontainBidopedTiO2andbismuth-basedphotocatalystsJIAOSheng-bing，GEXiao—ying，LUOShan—xia，FANXiao-fen(HebeiInstituteofRegionalGeologyandMineralResourcesSurvey，Langfang065000，China)Abstract：Photocatalyticoxidationtechnologyisanewtechnologywhichhasbeendevelope

3、drapidlyinrecentyears，andthephotocatalystsisthecoreofthistechnology．Atpresent，theemphasisisthedesignanddevelopmentofdopedTiO2andvisible—light-activedphotocatalystsinphotocatalyticresearchfield．Inthispaper，wereportthedevelopmentofcontainbismuthdopedTiO2，visible-light-activebism

4、uth—basedpbotocatalysts，andthedevelopmenttrendwasalsodemonstrated．Keywords：bismuth；photocatalysis；photocatalyst光催化氧化技术是一种高级氧化技术，光催化剂在光照的条件下能够产生强氧化性的自由基，该1含铋掺杂的TiO2光催化剂自由基能彻底降解几乎所有的有机物，并最终生成HO、CO等无机小分子，具有广阔的应用前景_1'。光1．1Bi掺杂Tio2催化剂能有效地将光能转化为化学能，研究较多的TiO：掺杂改性是光催化材料的研究热点，通过是催化活性高稳

5、定性好的TiO，但其带隙较宽掺杂Bi离子改进TiO：光催化剂的禁带宽度，使反应(3．2eV)，只能吸收A~<387nm的紫外光，制约着这一的响应光谱向可见光扩展，并能有效地抑制电子一技术的大规模应用，这使光催化科学面临可持续发空穴的复合，提高半导体的光催化效率。展的窘境。拓宽TiO：光响应范围或开发新型可见Xu等I】利用金属有机分解法(MOD)制备Bi掺光催化剂是目前光催化科学需要解决的焦点和核心杂TiO和未掺杂TiO粉末。紫外可见吸收光谱可以问题[41。对TiO进行掺杂改性可使其吸收边红移，一看出掺杂后TiO光催化剂吸收波长发生红移。降解些学者将

6、Bi掺杂TiO光催化剂得到具有可见光响甲基橙表明掺杂的光催化剂活性高于未掺杂TiO。应的光催化剂；在新型的光催化剂中，含铋可见光催其原因为在Bi—TiO内部形成Bi4Ti，O。：相抑制了电化剂由于具有较高的可见光催化活性，广受众多研子一空穴的复合，更多的光生空穴迁移到表面。究者的关注。本文简要介绍含铋掺杂的TiO2和铋系RengarajI使用溶胶一凝胶法合成Bi掺杂TiO光催可见光催化剂的研究进展和成果现状。化剂。XPS分析表明掺杂的Bi以3价氧化态存在于TiO孔隙或表面。用uV—A光照甲基对硫磷水溶液，与未掺杂TiO：比较，掺杂光催化剂活性提高。

7、其机理为Bi—O作为电子捕获剂阻止了电子一空穴对的再收稿日期：2010一l1—25结合。本实验条件下，Bi掺杂最优浓度为0．7％作者简介：焦圣兵(1976一)，男，nI西山阴人，助理工程师，毕业于太原理工大学，本科学历，现从事地球化学样品分析研究工一1．5％。Zuot利用溶胶一凝胶法制备了Bi，+--TiO粉作。体，并以RhB和pNBA为降解目标污染物，在紫外光2011年第O1期焦圣兵等：含铋掺杂TiO2及其铋系光催化剂的研究现状照射下，有机物取得了良好的光催化降解效果。Bi掺分析可知Bi，SCN—TiO光催化剂带隙为3．0eV，吸收杂浓度为0．7

8、％时光生电子和空穴分离效率最高。通边为415nm。在紫外光和可见光下降解RhB和酚均过uV—Vis漫反射测定了Bi3+-T