采用微乳法制備了n-p型CeO₂/BiOBr異質(zhì)結(jié),其中十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）既作為Br源,又作為"橋"使CTA⁺修飾在CeO₂表面形成了穩(wěn)定的油包水微乳體系.利用XRD、SEM、HRTEM、UV-Vis DRS、BET、XPS等對樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)、形貌和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征,并對復(fù)合光催化劑進(jìn)行了可見光下降解甲基橙（MO）的光催化活性研究.考察了不同煅燒溫度對合成CeO₂/BiOBr的影響.結(jié)果表明:CeO₂/BiOBr異質(zhì)結(jié)相比于單體CeO₂和BiOBr來說,它的光響應(yīng)范圍大大增加,在可見光下降解MO具有更高的光催化活性.450℃下煅燒可使MO達(dá)到最佳的降解率,而高溫則會使催化劑發(fā)生燒結(jié).機(jī)理研究表明,在CeO₂與BiOBr復(fù)合體中,使有機(jī)物礦化的主要為CeO₂價帶上的光生空穴.CeO₂/BiOBr催化活性增強(qiáng)主要是由于在CeO₂與BiOBr之間形成了n-p型的異... 

【文章來源】：分子催化. 2016,30(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

℃單體CeO2(a)，BiOBr(e)及不同煅燒溫度下(b-d)的C3B7異質(zhì)結(jié)的XRD圖譜

掃描電鏡圖．可以看出，500℃微乳條件下制得的單體BiOBr為塊狀結(jié)構(gòu)，而同等條件下的CeO2為不規(guī)則的粒子聚合物．從圖2c-d中的電鏡圖可以看出，BiOBr的表面出現(xiàn)了不規(guī)則粒子CeO2，這進(jìn)一步表明了復(fù)合物樣品中CeO2與BiOBr的粒子之間成功復(fù)合．煅燒溫度越高，C3B7復(fù)合物樣品顆粒越小，分散性也越好，因?yàn)楦叩撵褵郎囟仁咕嘟Y(jié)晶程度高，更有利于兩個半導(dǎo)體的復(fù)合．但是600℃的C3B7相比于450與500℃來說，復(fù)合物在一定程度上發(fā)生了形貌的變化，附著在BiOBr表面的CeO2的粒子變得精細(xì)．圖2500℃單體BiOBr(a)，CeO2(b)及不同煅燒溫度下(c-e)的C3B7異質(zhì)結(jié)的SEM圖譜Fig．2SEMimagesof500℃pureBiOBr(a)，CeO2(b)andC3B7heterojunctionobtainedatdifferentcalcinationtemperatures(c-e)，(c)450℃，(d)500℃，(e)600℃2．3HRTEM分析圖3分別為煅燒溫度500℃下單體BiOBr，CeO2及C3B7異質(zhì)結(jié)的高倍透射電鏡圖．圖a與圖b晶格間距分別為0．27和0．32nm，分別對應(yīng)于四方晶系的BiOBr(110)和立方晶系的CeO2(111)面．從圖c中可以看出，在CeO2/BiOBr之間存在著一個明顯的異質(zhì)結(jié)面，界面相對平滑，沒有過渡層或者非晶層存在，且此光催化材料條紋清晰規(guī)整，結(jié)晶度良好．2．4UV-VisDRS分析使用UV-VisDRS對制備的光催化劑進(jìn)行光學(xué)表征．圖4為500℃單體BiOBr，CeO2及當(dāng)CeO2與BiOBr的摩爾比為3∶7時，不同煅燒溫度下制得的C3B7復(fù)合樣品的紫外可見漫反射光譜圖．從圖中可以看出，CeO2在紫外區(qū)和可見光區(qū)都比BiOBr具有更好的光響應(yīng)能力，而單體CeO2與BiOBr在可見光的500～850nm內(nèi)無特征吸收．相比于CeO2和BiOBr單體，制備的C3B7復(fù)合?

圖3500℃下單體BiOBr(a)，CeO2(b)及C3B7異質(zhì)結(jié)(c)的HRTEM圖譜Fig．3HRTEMimagesofpureBiOBr(a)，CeO2(b)andC3B7heterojunction(c)obtainedat500℃圖4500℃單體BiOBr(a)，CeO2(b)及不同煅燒溫度下(c-e)的C3B7異質(zhì)結(jié)的UV-VisDRS圖Fig．4UV-Visdiffusereflectancespectrasof500℃pureBiOBr(a)，CeO2(b)andC3B7heterojunctionobtainedatdifferentcalcinationtemperatures(c-e)(c)450℃，(d)500℃，(e)600℃CeO2/BiOBr吸收發(fā)生紅移，異質(zhì)結(jié)具有更強(qiáng)的可見光吸收，這與SEM給出的結(jié)果一致，隨著煅燒溫度的提高，C3B7的分散性越好，雖然在600℃時發(fā)生了燒結(jié)現(xiàn)象，但是其粒子的精細(xì)，使CeO2與BiO-Br表面更好的接觸，也同樣產(chǎn)生了很好的光響應(yīng)能力．對曲線進(jìn)行擬合估算樣品吸收閾值(λg)，單體BiOBr與CeO2的吸收閾值大致分別是463與485nm，相應(yīng)的帶隙能為2．68與2．56eV，通過下列式子計算而得［37］:λg=1239．8/Eg(2)其中，λg為能帶波長，Eg為帶隙能．同樣的，隨著煅燒溫度的升高，C3B7復(fù)合物樣品的吸收能力也在逐漸增強(qiáng)．2．5BET分析使用BET方法測定光催化劑的比表面積．催化劑在接受具有足夠能量的光子時會產(chǎn)生光生電子-空穴對，經(jīng)過分離、遷移到晶體表面后，電子、空穴分別會與目標(biāo)物發(fā)生還原、氧化反應(yīng)，所以光催化比表面積越大，表面吸附能力越強(qiáng)，相應(yīng)的其光催化反應(yīng)活性就會增強(qiáng)［38］．表1為500℃單體CeO2，BiOBr及當(dāng)CeO2與BiOBr的摩爾比為3∶7表1500℃單體CeO2，BiOBr及不同煅燒溫度下的C3B7異質(zhì)結(jié)的比表面積Table1Thespecificareasof500℃pureCeO2，BiOBrandC3B7

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Fe-P共摻雜石墨相氮化碳催化劑可見光下催化性能研究[J]. 馬琳,康曉雪,胡紹爭,王菲.  分子催化. 2015(04)
[2]Ag-BiVO4復(fù)合光催化劑的制備及其可見光光催化機(jī)理的研究[J]. 吳春紅,方艷芬,趙萍,楊健,賈漫珂,黃應(yīng)平.  分子催化. 2015(04)
[3]溶膠-凝膠法制備TiO2負(fù)載活化半焦光催化煙氣脫硝（英文）[J]. 孫圣楠,李春虎,楊微微,閆欣,鄭昱,王亮,卞俊杰.  分子催化. 2015(02)
[4]Fe摻雜改性TiO2的制備及其可見光催化醇氧化性能研究[J]. 張麗娜,鄧友全,石峰.  分子催化. 2015(02)
[5]基于等離子體型Ag@ AgBr插層K4Nb6O17的可控合成及光催化性能[J]. 王歡,劉利,胡金山,崔文權(quán),梁英華.  分子催化. 2014(05)
[6]三維有序介孔/大孔TiO2微球的制備、表征及光催化性能[J]. 王婷,嚴(yán)孝清,趙士舜,薛超,楊貴東,楊伯倫,閻子峰.  分子催化. 2014(04)
[7]石墨烯-溴氧化鉍復(fù)合物的制備及可見光光催化性能研究[J]. 周薇,胡曉龍,趙小蓉,賈漫珂,黃應(yīng)平,方艷芬.  分子催化. 2014(04)
[8]Ni/Zn/Cr系復(fù)合金屬氧化物的制備及其光催化還原二氧化碳性能研究[J]. 李炳杰,吳志堅,陳澍,上官文峰,袁堅.  分子催化. 2014(03)
[9]納米Cu的高分散制備及其對Cu/TiO2光催化分解水制氫性能的影響[J]. 楊俞,夏龍飛,范澤云,陳威,陳小平,袁堅,上官文峰.  分子催化. 2014(02)
[10]Pt/TiO2催化劑的制備及其在氨催化氧化中的應(yīng)用[J]. 徐曉波,蒲學(xué)令,袁紹軍,蔣煒,梁斌.  分子催化. 2014(01)



本文編號：3058094