ph值对biox(x=cl、br、i)光催化剂性能的影响

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1、pH值对BiOX（X=C1、Br、I）光催化剂性能的影响赵梅场红艳袁瑭翦智鹏王金金青岛科技大学材料科学与工程学院以Bi203和HX（X=C1、Br、I）为主要原料，用氨水调节出不同pll值，制备出层片纳米结构BiOX（X=C1、Br、I）光催化材料，并通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见漫反射光谱仪（DRS）等手段对该样品进行物相、形貌、光学性能表征，在可见光辐照下以甲基橙（M0）为目标污染物测试BiOX（X=C1、Br、I）光催化性能。对比分析了BiOX（X:C1、Br

2、、I）形貌、光吸收波长、光催化降解速率。结果表明：在pll=9时制备的BiOCl、pn=9时制备的BiOBr,pH=6时制备的BiOI,由于具有更小的纳米片尺寸和更为疏松的微观结构使其分别具有更好的光催化性能。光催化性能优化机制可从纳米片尺寸、结构疏松程度等方面分析。关键词：卤氧化秘;pH值;光催化;半导体光催化剂一般由填满电子的低能价带（VB）和空的高能导带（CB）构成，当用能量等于或大于禁带宽度的光照射光催化剂时，产生光生电子-空穴对。在光催化剂表面，光生电子-空穴对与水和氧气反应生成活性自由

3、基，自由基和吸附在催化剂表面的有机物发生氧化还原反应，使其变为无毒的codniLOin。F1前，对半导体光催化材料的研宄主耍集中在纳米门02和ZnO的改性和新型高效光催化材料体系的探索两个方向。W内外科研人员通过半导体复合、离子掺杂等方法拓展^02光催化剂光吸收范围，提高稳态光降解量子效率及光催化效能，在一定程度上取得了进展［6-9K同吋，科研人员也在致力于新型光催化剂的研究。卤氧化铋光催化剂BiOX（X=C1、Br、I）是一种广受科研工作者重视的新型光催化剂，卤氧化铋为层状结构并且其属于间接跃迁

4、带隙半导体，这两个特点都降低了卤氧化铋光生电子-空穴对复合的儿率，有利于提高光催化活性。由于卤氧化铋的特殊结构和性能使得卤氧化铋成为光催化材料研究中的热点之一，并取得了很大进展。S前为止，中外科研工作者通过诸如溶剂热法、水热法、醇热法、沉淀法、模板法、溶胶凝胶法等不同方法合成丫不同形貌的纳米BiOX（X=Cl、Br、I）结构，用于可见光光催化降解环境污染物的研宂。在一定程度上为BiOX（X=C1、Br、I）光催化剂的最佳利用提供了依据［10-15］。同时发现，BiOX（X=C1、Br、1）材料的制

5、备条件和形貌控制与光催化性能之间有极大的关联。对BiOX（X=C1、Br、I）性能的优化工作主要集中在相组成不变，改进BiOX（X=C1、Br、I）单相的显微结构，制备表面积更大、结晶度更高的BiOX（X=C1、Br、I）纳米结构［16］。低温化学沉淀法是制备光催化材料的一种基本方法，具有低温反应、制备条件简单、产物纯浄、形貌为层片状等优点［17-19］。对低温化学沉淀法工艺条件影响光催化剂结构形貌、光催化性能的研究甚少，对不同pH值下制备的BiOX（X=C1、Br、I）形貌与光催化性能的对比分析

6、儿乎没有。本研宄致力于采用低温化学法，研究pH值对BiOX（X=C1、Br、I）形貌、光吸收波长的影响，进而研究不同pH值下制备的BiOX（X=CKBr,T）光催化性能的差别，以期深入分析BiOX（X=C1、Br、I）制备工艺条件-形貌结构-光催化性能的内在关联。1实验部分1.1材料与仪器氧化铋Bi203,盐酸HC1,氢溴酸HBr,氢碘酸HI,甲基橙M0,无水乙醇CH3COOH,氨水NH,0U,均为国药集闭化学试剂有限公司。电子天平，ALC-210.3型，广州市深华生物技术有限公司；数显恒温磁力搅

7、拌器，HJ6A型，常州国宇仪器制造有限公司；鼓风干燥箱，天津市莱博特瑞仪器设备有限公司；台式高速离心机，TG16-II型，长沙平凡仪器仪表有限公司；光催化氙灯系统，CEL-HXF300/CEL-HUV300型，北京中教金源科技有限公司；X-射线衍射仪，RigakuD/Max2200型，日本理学公司；扫描电子显微镜，JSM-6700F型，日本电子公司；紫外-可见漫反射光谱仪,Lambda35型,美国PerkinElemr公司。1.2样品的制备称取一定量的Bi203，放罝于烧杯中，加入过量HX（X=C

8、1、Bi、、I）溶解，生成BiX、-HX透明溶液。在磁力搅拌条件下分别用氨水调节溶液至pH=3、6、9，将得到的乳白色胶状物恒温40°C保持搅拌30mino将所得的乳ft色胶状物样品在8000r•min下离心分离5min，用二次蒸馏水和无水乙醇各洗涤产物3次，在40°C下干燥24h，取出研磨制得样品。1.3光催化性能的测试配制10mg•L的M0溶液作目标染料，釆用加入420nm滤光片的氙灯（300W）作为可见光光源。将0.08g光催化剂加入80mLM0溶液，置于石英反应器超声lOi