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铋基卤氧化物BiOX(X=Cl,Br,I)作为一种Ⅴ-Ⅵ-Ⅶ三元氧化物,是一种具有层状结构的半导体。因为这类半导体材料具有高化学稳定性、无毒无污染、循环稳定性能以及合适的禁带宽度等优点,在光催化降解有机污染废水方面表现出了优异的性能。超薄Bi4O5Br2纳米片是一类新型的半导体材料,被广泛应用于制备高性能催化剂中。本文采用水热法成功制备了超薄Bi4O5Br2纳米片。并且通过沉积贵金属、构建复合结构和金属离子掺杂等方法对Bi4O5Br2进行改性。研究了Bi4O5Br2及其复合材料的物相结构、微观形貌、光化学性质等,并阐述污染物光催化降解的机理。首先,采用水热法合成纯相超薄Bi4O5Br2纳米片材料,XRD分析表明所制备的样品为单斜相的Bi4O5Br2。SEM结果表明Bi4O5Br2具有片状结构,其厚度约为9nm。负载贵金属Pd的Bi4O5Br2纳米片中,Pd颗粒的直径大约为3-6nm,并分散在Bi4O5Br2纳米片上。利用双酚A的降解率来评价Pd/Bi4O5Br2的催化性能。结果表明,1.0wt%Pd/Bi4O5Br2对双酚A的降解效率明显优于纯相Bi4O5Br2,这归因于Pd可以捕获来源于Bi4O5Br2导带的电子,从而促进其表面电子和空穴的分离。捕获剂实验表明超氧自由基(·O2-)是降解过程中的主要活性物种,羟基自由基(·OH),电子,空穴的作用可以忽略不计。其次,通过化学沉淀法将AgNO3沉淀到Bi4O5Br2纳米片上。通过对所制备的样品进行物相结构、微观形貌、光学性质等表征手段分析发现,单斜相Bi4O5Br2与立方相AgBr共存于样品中。XPS结果表明单质Ag的存在于所制备的样品中。从Ag/AgBr/Bi4O5Br2粉体的吸收光谱图中看出,纯相Bi4O5Br2对光的吸收边在波长为460 nm附近,而Ag/AgBr/Bi4O5Br2复合催化剂的吸收边在490 nm。相比较得出,复合催化剂的吸收边出现了红移,即增加了对可见光的吸收。由于负载了少量的Ag单质出现了等离子体效应,在Ag/AgBr/Bi4O5Br2的吸收光谱图中波长为600 nm附近对光的吸收明显增加。光催化实验结果表明:相对于纯相Bi4O5Br2,负载20%Ag/AgBr的Bi4O5Br2粉体的光催化性能提高了约2.6倍。PL光谱和光电流结果表明Ag/AgBr的存在可能抑制了 Bi4O5Br2的光生电子与空穴的复合,从而有助于Bi4O5Br2活性的提高。捕获剂实验表明在催化过程中起主要作用的是·O2-和h+。最后,通过水热法成功制备了过渡金属Fe掺杂的Ag-Fe/Bi4O5Br2粉体。XRD测试结果发现Ag-Fe/Bi4O5Br2衍射峰的位置与纯相Bi4O5Br2相同,没有杂相的存在。从TEM图中可以看出Ag单质成功负载到了 Bi4O5Br2纳米片上。XPS结果表明Ag-Fe/Bi4O5Br2粉体存在Fe3+。对比不同负载量Ag单质的Fe/Bi4O5Br2粉体催化降解双酚A的性能。光催化结果表明0.5%Ag-Fe/Bi4O5Br2对双酚A的降解效果最佳。原因在于Fe3+被空穴氧化成Fe4+,因此使得一部分空穴损失掉,减少其光生电子复合;同时,Ag-Fe/Bi4O5Br2中的Ag单质可以捕获在Bi4O5Br2的表面上的光生电子,进一步促进了电子与空穴的分离。光照条件下,Ag-Fe/Bi4O5Br2样品在对双酚A的催化降解过程中,·O2-起最主要作用,h+对光催化过程影响较小。