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不同沉淀剂下水解法制备BiOCl的光催化性能研究
  • ISSN号:1000-985X
  • 期刊名称:人工晶体学报
  • 时间:2015.5.15
  • 页码:1190-1195+1202
  • 分类:O643.36[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]太原理工大学洁净化工研究所,太原030024
  • 相关基金:国家自然科学基金(21176168,21206105); 山西省国际合作项目(2012081017)
  • 相关项目:一类高效太阳能光催化剂卤氧铋的分子构效和作用本质研究
中文摘要:

以Bi(NO3)3·5H2O为原料,乙二醇(ethylene glycol,EG)为溶剂,采用水解法,在不同沉淀剂(NH3·H2O,Na2CO3和CO(NH2)2)条件下制备了Bi OCl光催化剂。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2物理吸附、紫外可见漫反射(DRS)、光致发光(PL)光谱等手段对所制样品进行了表征。以甲基橙染料为降解物,评价了不同沉淀条件对Bi OCl光催化性能的影响。结果表明,不同沉淀条件对Bi OCl光催化剂的结晶度、晶粒尺寸、形貌、禁带宽度、光生电子空穴对分离效率有明显的影响,进而影响了其光催化活性。其中以尿素为沉淀剂制得的催化剂Bi OCl-3在模拟太阳光下降解甲基橙(MO)实验中显示了良好的光催化效率,光照60 min后对MO的降解效率达97%。Bi OCl-3较高的光催化活性是由于其具有较高的结晶度、均匀的片状结构、较窄的带隙(2.9 e V)和较高的光生电子-空穴对分离效率。自由基和空穴捕获实验证明,光生空穴是Bi OCl-3光催化反应体系中的主要活性物种。此外,所制备的Bi OCl-3光催化剂具有较高的光催化稳定性,重复使用4次后对甲基橙的降解率仍保持在89%以上。

英文摘要:

A series of BiOC1 photocatalysts were prepared with the material of Bi( NO3 )3 · 5H20 and ethylene glycol solvent using different precipitants ( NH3 · H20, Na2CO3 and CO ( NH2 ) 2 ) by a simple hydrolysis method. The obtained BiOC1 samples were characterized by powder X-ray diffraction (XRD) , scanning electron microscopy (SEM) , N2 physical adsorption, UV-Vis diffuse reflectance spectroscopy (DRS) and photolumineseence (PL) emission spectroscopy. The photocatalytie activity of the as- prepared samples were evaluated by photoeatalytic degradation of methyl orange. It was found that precipitants can influence the erystallinity, grain size, morphology, band gap and the separation of electron-hole pairs, which further determines their specific photocatalytic performances. The as- synthesized BiOC1-3 using urea as precipitant exhibits high photoeatalytic efficiency towards the degradation of methyl orange (MO) under simulated solar irradiation. MO is nearly completely eliminated with a photocatalytic degradation rate of 97% after 60 min irradiation. The enhanced photocatalytic activities could be attributed to the higher crystallinity, narrow band gap and separation of electron-holepairs. Radicals and holes the practical application of 89% for MO after ion trapping experiments show that h + is inw)lved in the photoeatalytic process. For the obtained BiOC1-3 show good stability with a photoeatalytie degradation rate cycles.

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期刊信息
  • 《人工晶体学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国建材工业协会
  • 主办单位:中国硅酸盐学会 晶体生长与材料专业委员会 中材人工晶体研究院
  • 主编:余明清
  • 地址:北京市733信箱
  • 邮编:100018
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  • 电话:010-65492963 65492968 65493320
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-985X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2637/O7
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1997年获国家科技优秀期刊,获部级优秀科技期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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