(BiO)2CO3分級微球的表面修飾及其可見光催化凈化Nox的性能增強機理.pdf

1、NO作為主要的空氣污染物之一，引起了一系列重大的大氣環(huán)境污染問題，如光化學煙霧、酸雨和灰霾等。光催化技術能充分利用太陽能降解大氣環(huán)境中ppb級濃度的NO。在眾多的光催化劑中，(BiO)2CO3以其豐富的形貌和高光催化活性而引起了廣泛的研究興趣。但純的(BiO)2CO3只能被紫外光激發(fā)，為了使其具有可見光催化活性，本研究采用金屬和氧化石墨烯(GO)對其進行表面修飾。以檸檬酸鉍和碳酸鈉為前驅體，分別加入一定含量的硝酸銀溶液、硫脲溶液和GO，

2、通過一步水熱法制備得到了Ag修飾(BiO)2CO3，Bi修飾(BiO)2CO3和GO修飾(BiO)2CO3樣品。采用XRD，SEM，TEM，F(xiàn)T-IR，Raman，XPS，N2吸附-脫附等溫線，UV-visDRS，PL，納秒級熒光衰減光譜和光電流等對合成樣品的微觀結構和電子結構進行表征分析，并測試了其可見光催化去除NO的性能。得到如下結論:
　　(1)貴金屬Ag修飾(BiO)2CO3體系:水熱過程中，Ag+被檸檬酸鉍中的檸檬酸根離

3、子還原成Ag單質，沉積在(BiO)2CO3微球表面。與純(BiO)2CO3微球相比，新型Ag修飾(BiO)2CO3復合材料表現(xiàn)出了顯著增強的可見光催化活性，這歸因子Ag納米顆粒引起的SPR效應，電子-空穴對的有效分離和載流子壽命延長的協(xié)同作用。同時評價了Ag含量對(BiO)2CO3光催化性能的影響，負載5％Ag的樣品表現(xiàn)出最高的光催化活性。
　　(2)半金屬Bi修飾(BiO)2CO3體系:水熱過程中，硫脲充當還原劑將Bi3+還原成

4、金屬Bi?；钚詼y試結果表明，樣品的可見光催化活性遠遠高于金屬Bi單質和(BiO)2CO3，這歸因于Bi的SPR效應，電子-空穴對的有效分離和載流子壽命延長的協(xié)同作用。Bi納米顆粒作為助催化劑的作用與貴金屬類似。Bi含量對(BiO)2CO3光催化性能具有顯著影響，負載5％Bi的樣品具有最好的光催化活性。同時，樣品還表現(xiàn)出了良好的光化學穩(wěn)定性和節(jié)能性。半金屬作為替代貴金屬的廉價助催化劑展現(xiàn)出巨大的潛力。
　　(3) GO修飾(BiO)

5、2CO3體系:(BiO)2CO3微球分散在GO薄膜上，形成了新穎的3D分級結構。這種特殊的結構具有增強的可見光催化活性，遠高于純(BiO)2CO3。其優(yōu)異的活性可歸因于3D分級結構與GO的耦合。一方面(BiO)2CO3微球特殊的3D分層結構，既能產(chǎn)生多重光的散射和反射效應，增加對可見光的捕獲，也能促進光催化過程中反應物和中間產(chǎn)物的快速轉移和運輸，為催化劑提供更多的活性位點;另一方面GO自身優(yōu)越的電子遷移能力，能夠將(BiO)2CO3的導