光催化剂BiOBr的水热合成制备及其性能研究

• 作 者: 程小芳 冯红武 王艳琴
• 出 处: 中国化工贸易
• 发表日期: 2012年11期
• 关键词: 光催化 降解 甲基橙 BiOBr 水热合成

　　摘要：采用水热合成的方法在不同溶剂条件下制备了BiOBr粉末半导体材料，并应用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）对BiOBr粉末的形貌组成进行表征，通过降解甲基橙染料来考察样品的光催化性能。结果表明，与水溶剂相比，在硝酸为溶剂下制备BiOBr片状结构尺寸更小，且其在pH=2且加入硫酸钠电解质条件下降解效果较好。
　　关键词：光催化　降解　甲基橙　BiOBr　水热合成
　　近年来，随着工业的快速发展，水环境中有毒物、致癌物污染物的大量排放，严重地威胁着人类的健康。半导体光催化氧化技术以其众多的优点受到了人们的青睐[1,2]，但是，由于光催化技术的反应体系较为复杂，目前的光催化技术还基本停留在实验室研究的层面上，其中最为突出的问题是光催化剂的光量子效率低，对光的响应范围狭窄，催化能效率低，催化剂不稳定等，因此光催化剂的制备及改性一直是国内外研究的热点[1-5]。BiOX（Cl、Br、I）是一类新型的半导体材料[3-5]，具有独特的电子结构、良好的光学性质和较高的催化活性，且随着卤素原子序数的增加，其光吸收和光催化性能均呈规律性变化，近年来引起了研究人员的兴趣。本实验通过水热合成法制备了BiOBr光催化剂并对其进行表征，考察了不同溶剂下制备BiOBr光催化剂的形貌组成；以甲基橙为目标降解物，考察了不同pH值以及硫酸钠电解质的加入对BiOBr光催化降解性能的影响。
　　一、实验方法
　　1.催化剂的制备
　　二、光催化实验
　　三、结果与讨论
　　1.样品表征
　　2.光催化降解
　　采用硝酸为溶剂制备的BiOBr粉末为光催化剂，紫外可见光下催化降解甲基橙。溶液初始pH值对光催化降解动力学的影响如图2所示。由图可见，pH值对催化剂的光催化活性具有显著影响，pH=2时，甲基橙具有最好的催化降解效果，降解率达到了74%；pH=7时，降解率为52%；pH=9时，降解率只有21%，随着pH值的升高，催化剂的光催化活性逐渐降低。
　　四、结论
　　通过水热合成法制备产物，研究表明不同的水热条件（溶剂）对产物的表面形貌产生了显著的影响，以硝酸为溶剂条件下制备的片状粉末颗粒更小。通过对BiOBr催化降解甲基橙的多组实验数据进行研究分析，可知pH为2、加入硫酸钠电解质条件下降解效果最好。
　　参考文献
　　[1] Fujishima A, Honda K.. Nature.1972, 238(5358):23&37-38.
　　[2] Zhichao Shan, Wendeng Wang, Xinping Lin. Journal of Solid State Chenistry. 2008 (181):1361-1366.
　　[3] 张喜，华中师范大学博士学位论文，2010年。
　　[4] An Huizhong, Du Yi, Wang Tianmin. 2008,27,3:243.
　　[5] Sanaa Shenawi-Khalil, Vladimir Uvarou, Yulia Kritsman.. Catalysis Communications. 2011, 12:1136-1141.