CNTs/Bi12O17Cl2光催化剂的制备及其光降解罗丹明B性能

doi:10.3969/j.issn.1672-6952.2021.06.008

摘要/Abstract

摘要：

水的污染越来越严重，利用太阳光光催化降解水中的污染物在未来的发展中具有非常重要的作用。通过简单的化学沉淀法，将CNTs复合到Bi₁₂O₁₇Cl₂表面上，得到一系列CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂复合材料，并用XRD、TEM、UV?vis DRS和PL表征方法对催化剂的结构特点、形貌特征和光学性质等方面进行了测量表证。结果表明，对比单一相Bi₁₂O₁₇Cl₂，CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂复合材料表现出优异的降解污染物的活性、良好的光催化稳定性能和循环性能。通过捕获实验，发现超氧自由基(·O $2 -$ )与空穴(h⁺)是主要的活性物种，并推测其降解反应的可能机理。这项研究为提高催化剂的光催化性能提供了一种廉价、简便的改性方法，对其他高效光催化剂的合成具有一定的指导作用。

关键词: 光催化, CNTs, Bi₁₂O₁₇Cl₂, 罗丹明B(RhB)

Abstract:

The pollution of water is becoming more and more serious, and photocatalytic degradation of pollutants in water by sunlight plays an important role in the future development. A simple chemical precipitation method was introduced. CNTs were compounded on the surface of Bi₁₂O₁₇Cl₂ to obtain a series of CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂ composites. The structure, morphology and optical properties were measured and characterized by XRD, TEM, UV?Vis DRS and PL. The results show that compared with single?phase Bi₁₂O₁₇Cl₂, CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂ composites show excellent pollutant degradation activity and good photocatalytic stability and cycling performance. It is found that superoxide radical (·O $2 -$ ) and hole (h⁺) are the main active species through trapping experiments, and the possible degradation reaction mechanism is speculated. This study provides a cheap and simple modification method for improving the photocatalytic performance of the catalyst, and has a certain guiding role in the synthesis of other high efficiency photocatalysts.

Key words: Photocatalysis, CNTs, Bi₁₂O₁₇Cl₂, Rhodamine B (RhB)

中图分类号:

O643.3

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图/表 10

图1 样品的XRD图谱

图2 样品的SEM图谱

图3 样品的UV?vis DRS图谱

图4 Bi12O17Cl2和CNTs/Bi12O17Cl2?2的PL图谱

图5 样品光催化降解RhB的曲线

图6 样品降解RhB的ln(C0/C)~t曲线

图7 不同催化剂的降解速率常数

图8 CNTs/Bi12O17Cl2?2降解RhB的循环稳定性

图9 不同捕获剂对CNTs/Bi12O17Cl2?2复合材料降解RhB活性的影响

图10 CNTs/Bi12O17Cl2复合材料催化降解有机污染物的可能机理

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CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂光催化剂的制备及其光降解罗丹明B性能

Preparation and Photocatalytic Degradation Rhodamine B Properties of CNTs/Bi₁₂O₁₇Cl₂ Photocatalyst

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