BiOBr-TiO2異質(zhì)結(jié)納米材料的制備及光催化性能研究.pdf

1、作為目前應(yīng)用最廣泛的光催化劑，TiO2具有相對較大的禁帶寬度(約為3.2eV)，只有能量較高的紫外光才能被其利用，然而太陽光中紫外光的成分僅僅只有3％-5％，太陽能利用率低;光生電子和空穴的高復(fù)合率導(dǎo)致其量子效率相對較低，進(jìn)一步抑制了TiO2的光催化活性。對TiO2進(jìn)行改性和摻雜，提高太陽能利用率和量子效率，或者尋找和發(fā)展更為高效的新型光催化劑是光催化領(lǐng)域發(fā)展的大趨勢。本研究以鈦白粉和10mol/L的NaOH溶液為原料，180℃水熱48

2、h后經(jīng)鹽酸浸泡制備鈦酸納米帶，然后將樣品在一定濃度的硫酸溶液中進(jìn)行二次水熱反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對納米帶的刻蝕。本研究考察了酸刻蝕過程對材料晶型、形貌、比表面積及光催化降解甲基橙的影響。以經(jīng)酸刻蝕的TiO2納米帶為前驅(qū)物，常溫下采用原位沉淀法成功制備出可見光響應(yīng)BiOBr/TiO2異質(zhì)結(jié)納米材料，利用X射線衍射、場發(fā)射掃描電鏡、場發(fā)射透射電子顯微鏡、X射線光電子能譜、紫外-可見漫反射以及熒光光譜等多種測試手段對所制備的催化劑進(jìn)行了表征分析。為了得到

3、相對較好的光催化活性，以20mg/L的羅丹明B(Rh.B)溶液為目標(biāo)降解污染物，分別考察了控制不同質(zhì)量比(m(BiOBr)/m(TiO2))合成的異質(zhì)結(jié)材料的光催化性能。
　　結(jié)果表明，酸刻蝕的TiO2納米帶特征衍射峰更強(qiáng)，說明結(jié)晶度更好;同時(shí)，材料表面明顯變粗糙，為光催化反應(yīng)提供了更大的比表面積和活性位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)酸刻蝕的TiO2納米帶表現(xiàn)出相對較好的光催化活性，質(zhì)量比為1∶1的異質(zhì)結(jié)樣品BiOBr/TiO2-1.0被證明