【摘 要】
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近年来,环境污染问题成为世界关注的焦点。半导体光催化技术作为解决这些问题最有前途的方法之一,引起了越来越多人的关注。它作为一种“绿色”技术,可以被用于光照下去除各种污染物。铋（Bi）基半导体作为一类新兴的具有层状结构的光催化剂,通常具有可见光响应性、合适的带隙和良好分散的价带,已被广泛证明在有机物污染物去除中表现出优异的光氧化能力。但是,Bi基半导体在使用过程中存在两个固有的限制。一是单一组分的B
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近年来,环境污染问题成为世界关注的焦点。半导体光催化技术作为解决这些问题最有前途的方法之一,引起了越来越多人的关注。它作为一种“绿色”技术,可以被用于光照下去除各种污染物。铋（Bi）基半导体作为一类新兴的具有层状结构的光催化剂,通常具有可见光响应性、合适的带隙和良好分散的价带,已被广泛证明在有机物污染物去除中表现出优异的光氧化能力。但是,Bi基半导体在使用过程中存在两个固有的限制。一是单一组分的Bi基半导体不能同时具有较强的氧化还原能力和良好的太阳能利用能力。二是Bi基半导体的光催化活性受到光生电子-空穴对的复合效率得影响。通过与其他半导体的复合构造异质结复合光催化剂是改善Bi基半导体光催化活性的有效途径。本研究通过以Bi基半导体（Bi OCl、BiOBr和Bi2O2CO3）为研究对象,制备了具有可见光响应的Z型异质结光催化剂。主要研究内容如下:（1）以FeIn2S4（FIS）微球为前驱体,通过简易的水热法成功合成了新颖的Z型异质结FeIn2S4/Bi OCl复合光催化剂。在8wt%的FIS含量时,FIS/Bi OCl复合光催化剂对罗丹明B（Rh B）的降解效率比纯FIS和Bi OCl更高,在50分钟内对Rh B降解效率为93%。对可见光吸收范围的扩宽、电子-空穴的复合效率降低来源于FIS和Bi OCl的复合形成Z型异质结,最终提高光催化活性。（2）以FIS微球为前驱体,通过简单的溶剂热法合成一种新型的Z型异质结FeIn2S4/BiOBr复合光催化剂。在Rh B的光催化降解中,复合光催化剂FIS10/BiOBr表现出优异的光催化活性和稳定性,在60分钟内表现出96%的降解效率,比纯FIS和BiOBr分别高约5.33倍和2.59倍。Z型异质结光催化降解机理适用于FeIn2S4/BiOBr复合光催化剂。（3）合理设计并通过水热法成功合成双Z型异质结BiOBr/g-C3N4/Bi2O2CO3（CN）复合光催化剂。与纯BiOBr、g-C3N4和Bi2O2CO3相比,所得的样品0.025CN对Rh B降解展现出更高的光催化活性,在60分钟内对Rh B的降解效率达到98%。复合光催化剂CN由于形成双Z型异质结进行高效电荷分离,增强可见光的吸收,从而促进了光催化活性。综上所述,Bi基半导体复合光催化剂在去除废水中有机污染物领域具有潜在的应用前景。本文的研究成果为研究提高单一组分Bi基半导体的光催化活性提供参考,并为其进一步的实际应用打下良好的基础。
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