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硅酸铋包括有Bi12SiO20、Bi2SiO5、Bi4Si3O12等三种化合物,近年来其在光催化方面的应用受到了广泛的关注。其中,Bi12SiO20在可见光下具有一定的光催化活性,Bi2SiO5仅在紫外光照射下具有良好的光催化活性。目前,基于异质结特性开发新型光催化剂同时改善其应用价值成为在光催化领域新的研究方向,异质结复合光催化剂能促进电子-空穴对的分离,进而改善材料的光催化效率,而对于硅酸铋体系异质复合光催化材料的制备和性能研究较少。通过制备硅酸铋复合光催化剂,利用半导体之间形成的异质结等来改善它的光催化性能。本文以硝酸铋为铋源,正硅酸乙酯为硅源,采用溶胶-凝胶法制备异质硅酸铋粉体,通过控制前驱体中铋与硅的摩尔比(nBi:nSi)制备了Bi12SiO20-Bi2O2SiO3粉体;采用光还原法对其负载Ag,制备了 Ag-Bi12SiO20-Bi2O2SiO3三元复合粉体;在前驱体中引入聚苯乙烯球制备改性的复合粉体,并在其表面负载Ag颗粒;同时引入NaBr合成Bi12SiO20-Bi2O2SiO3-BiOBr双异质结复合粉体。对所制备粉体的物相组成、微观形貌以及光电性能等进行表征分析,同时以罗丹明B(Rh B)作为目标降解物,对样品的光催化性能进行表征,并分析其降解机理。探索了热处理温度、热处理时间以及nBi:nSi等因素对异质硅酸铋光催化性能的影响,研究了不同Ag负载含量及浓度对不同体系Bi12SiO20-Bi2O2SiO3的性能影响,分析了聚苯乙烯球(PS)用量、热处理温度制度等对硅酸铋粉体形貌及性能的影响,研究了 pH值及NaBr浓度对所得Bi12SiO20-Bi2O2SiO3复合粉体形貌及性能的影响,并探索了不同体系的光催化机理。主要结果如下:(1)采用溶胶-凝胶法,成功制备了 Bi12SiO20-Bi2O2SiO3粉体。当nBi:nsi为6:1时,粉体的物相主要以Bi12SiO20为主晶相,Bi202SiO3为次晶相;形貌呈无规则的块状;nBi:nsi为6:1时对应的禁带宽度最小为2.58 eV,其在可见光150 min照射下对RhB表现出良好的光催化活性,降解率达95.37%。(2)采用光还原法对Bi12SiO20-Bi202SiO3粉体进行Ag负载,成功制备了 Ag-Bi12SiO20-Bi2O2SiO3复合粉体。当其负载的硝酸银浓度为2 mg/mL,体积为5 mL时其光催化性能达到最佳,在可见光75 min照射下对RhB的降解率达到97.66%。优异的光催化性能归因于负载Ag后,Ag与Bi12SiO20-Bi2O2SiO3之间形成异质界面,使电子-空穴对的分离有得到效改善,另外,异质结与异质界面协同作用使其具有较好的光催化活性。同时Ag颗粒存在可以接收光生电子,促进电子-空穴对的分离,并且在表面等离子体共振的作用下将光激发产生的电子转移到催化剂表面与吸附的O2结合,产生具有强氧化能力的O2-,与Rh B反应形成CO2和H2O。(3)将PS胶体球与前驱体混合制备了 Bi12SiO20-Bi2O2SiO3粉体,研究了不同条件下PS胶体球对硅酸铋粉体的影响,当将4 mLPS球加入前驱体时,所得凝胶在500℃下预处理3 h后再在630℃保温5 h所得粉体的光催化性能最好,在可见光照射下60 min对Rh B的降解率可以达到95.60%。再对其进行负载Ag合成了复合Ag-Bi12SiO20-Bi2O2SiO3粉体,当其负载的硝酸银浓度为2 mg/mL,用量为5 mL时其光催化性能达到最佳,在可见光照射下45 min对RhB的降解率达97.01%。PS球的引入改变了异质硅酸铋的微观形貌,使样品的粒径变小,为光催化反应过程提供更多的活性位点,使光催化性能有了大幅度的提升。(4)采用部分离子交换法成功制备了 Bi12SiO20-Bi2O2SiO3-BiOBr粉体。当pH=1溴化钠浓度为1.30 mol/L时,复合粉体在可见光下光照射下对RhB表现出吸附-光催化的协同效应,其在暗反应30min对RhB的吸附率达到79.42%,且光反应20min后对Rh B总的降解率可达97.19%。体系中,双异质结可加速电子-空穴对的分离,从而大大改善其光催化性能。另外,吸附与光催化协同作用使有效提高硅酸铋体系对RhB的降解速率。