论文部分内容阅读
近年来,半导体光催化剂的晶面效应备受人们的关注[1].不同的晶面拥有不同的原子结构、电子结构和配位数等,因而表现出不同的物理化学性质.BiOCl 作为一种新型的层状半导体光催化剂,在紫外光区表现出优异光催化性能.基于我们前期对BiOCl 晶面依赖的紫外光光催化降解污染物[2]和分子氧活化[3]的研究,本论文通过非金属N 元素的掺杂来拓展BiOCl 的紫外可见吸收范围,并探究其晶面依赖氮掺杂的机理和可见光光催化还原CO2 的性能.实验结果表明:{010}晶面暴露的BiOCl 掺杂后具有优异的可见光光催化还原CO2的能力,而{001}晶面暴暴露的BiOCl 并未随掺杂表现出较好的可见光光催化性能.这一现象主要源于:一、{010}晶面暴露BiOCl 具有沿 [010]晶向开放的通道,有助于N 元素的扩散掺杂;二、{010}晶面暴露的BiOCl 较{001}晶面暴露BiOCl 有更多的表面羟基,能为光催化还原CO2 提供更多的反应活性位点;三、{001}晶面暴露的BiOCl 非金属N 元素掺杂改变了其表面电子结构,削弱了其沿[001]晶向内建电场的作用,阻碍了光生载流子沿[001]晶向的有效分离.