BiOI_BiOBr复合材料的制备及其光催化性能研究.pdfVIP

摘要

近年来，工业生产和农业建设排放了大量的污染物，尤其是化学工厂和印刷厂

排放的废水具有潜在的致癌性且难以降解，因此，为了防止对生态造成进一步的污

染，开发具有高效环保和可重复使用的光催化降解技术尤为迫切和必要。其中，卤

氧化铋（BiOX）因其特有的层状结构和带隙在光催化领域内受到了广泛的研究，而

单一的BiOX材料的光生载流子复合率高，光催化性能难以进一步提升，因此本文

将同为BiOX的BiOI和BiOBr进行复合，论文就此展开工作，具体如下。

采用简单的溶剂热法制备了BiOI单体，BiOBr单体和BiOI/BiOBr复合材料。

通过正交实验和极差分析，较系统地研究了制备工艺对BiOI/BiOBr复合材料光催化

性能影响，并通过两组单因素实验进一步优化工艺，得到优化后工艺参数：反应时

间为10h，反应温度为160℃，I：Br摩尔比为2：1，Br：Bi摩尔比为1：4，Bi源

的用量为0.8mmol。

对优化工艺后所制备的BiOI/BiOBr复合材料进行了光催化实验，包括

BiOI/BiOBr复合材料与BiOI和BiOBr单体性能的对比，对不同染料的降解测试，

重复性实验和载流子捕捉实验，并对其光催化机理进行探索性的分析。实验表明，

BiOI/BiOBr复合材料对RhB溶液的降解效率在50min时达98.86%，分别是BiOI和

BiOBr单体的2.36和2.01倍。BiOI和BiOBr复合后，光催化性能的提升主要是由于

BiOI/BiOBr微球直径变小，比表面积变大，并促进了光生载流子的分离，使更多的

光生电子和空穴参与到光催化过程。

最后，通过添加表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）设计了一组单因素实验，

探究其对BiOI/BiOBr微球的形貌和光催化性能的影响。加入PVP后的BiOI/BiOBr

微球更加均匀，在40min时的降解效率可达到99.42%，光催化性能明显提高。

关键词：溶剂热法，BiOI/BiOBr，复合材料，RhB，光催化

ABSTRACT

Inrecentyears,therehasbeenasignificantincreaseinthedischargeofpollutantsfrom

industrialproductionandagriculturalactivities,particularlyfromchemicalfactoriesand

printingplants,whichreleasepotentiallycarcinogenicandpersistentwastewater.To

mitigatetheenvironmentalimpactofthepollution,thedevelopmentofefficientand

sustainablephotocatalyticdegradationtechnologiesisneededurgently.Amongthem,

bismuthhalideoxide(BiOX)hasbeenresearchedinthephotocatalysisfieldwidely

becauseofthelayeredstructureandbandgap.However,thehighphotogeneratedcarrier

recombinationrateofasingleBiOXmaterialpresentsachallengeinfurtherimprovingits

photocatalyticperformance.Therefore,thisthesisproposesthecombinati