论文部分内容阅读
近年来，BiOX(X=Cl, Br, I)由于适宜的禁带宽度和良好的光响应能力得到了广泛的研究。本文采用溶剂热法制备了BiOX单体，并通过调节不同卤素盐类获得了BiOClBr固溶体以及不同比例I掺杂BiOClBr固溶体。采用XRD、SEM对样品形貌和晶体结构进行了研究，通过UV-Vis对其光吸收性能进行了探讨并进一步计算了其禁带宽度，采用N2等温吸附-脱附对不同比例I掺杂BiOClBr固溶体的比表面积及孔径分布结构进行了研究。最后，对所有制备的BiOX单体及复合固溶体进行了吸附及光催化性能测试。BiOX单体中的BiOCl及BiOBr表现出良好的光催化性能。而与BiOCl及BiOBr具有相近比表面积的BiOI对罗丹明B(RhB)分子显示出优异的吸附能力，通过等温吸附研究发现其饱和吸附量高达197mg/g。通过对吸附前后FI-IR图谱的对比，判断其吸附并非为化学吸附，进一步在不同pH及不同温度下的实验推断出其吸附应为静电吸附，这与I元素本身较高的电负性密切相关。所制备的BiOClBr固溶体表现出比BiOX单体更加高效的光催化性能，在催化剂仅为20mg/200mL的情况下，可见光照射2h内BiOClBr对RhB降解率高达60%，而全光谱照射2h内BiOClBr对RhB降解率高达90%，两者均远高于BiOX单体。与BiOClBr固溶体相比，I掺杂BiOClBr固溶体对RhB体现出更为优异的吸附和光催化性能，可见光照射1h内I掺杂BiOClBr对RhB降解率高达95%以上，全光谱照射40min内I掺杂BiOClBr对RhB降解率高达95%以上。随着I掺杂量的增加，固溶体形貌发生明显变化，片层堆积中的片层出现先变薄变大，后又变小变厚的现象，I掺杂量的增加后的固溶体对RhB的光催化效率出现了先增加，后降低的趋势，当Cl:Br:I反应物中加入量为1:1:2时所制备的I掺杂BiOClBr固溶体具有最为优异的光催化性能，可见光照射30min内I掺杂BiOClBr对RhB降解率高达95%以上，全光谱照射20min内I掺杂BiOClBr对RhB降解率高达90%以上。