利用氨沉淀法制備Bi₂O₃粉體,采用改進(jìn)的Hummers法制備GO,將Bi₂O₃加入一定量的GO分散液中,采用紫外還原法制備Bi₂O₃/RGO復(fù)合光催化劑,通過(guò)XRD、SEM、EDS、BET等技術(shù)手段對(duì)催化劑進(jìn)行表征,并考察其在紫外光下催化還原CO₂的性能。結(jié)果表明,GO在紫外照射過(guò)程中被有效地還原為RGO,與晶粒尺寸約為49nm的單斜晶系Bi₂O₃顆粒在紫外照射下共同攪拌,形成Bi₂O₃/RGO復(fù)合物,其Bi₂O₃的主要衍射峰發(fā)生輕微寬化,石墨烯碎片、絮狀物質(zhì)附著在Bi₂O₃表面;隨著GO含量的增加,Bi₂O₃表面附著的石墨烯碎片、絮狀物質(zhì)增加,復(fù)合催化劑的比表面積增大;在紫外光照射下,Bi₂O... 

【文章來(lái)源】：功能材料. 2016,47(10)北大核心CSCD

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圖２ＧＯ與ＲＧＯ的ＸＲＤ圖譜Ｆｉｇ２ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＧＯａｎｄＲＧＯ

說(shuō)明石墨烯碎片附著在Ｂｉ２Ｏ３顆粒表面。圖５Ｂｉ２Ｏ３／ＲＧＯ的ＥＤＳ能譜圖Ｆｉｇ５ＥＤＳｐａｔｔｅｒｎｓｏｆＢｉ２Ｏ３／ＲＧＯｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ表１Ｂｉ２Ｏ３／ＲＧＯ的能譜分析數(shù)據(jù)Ｔａｂｌｅ１Ｅｎｅｒｇｙｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓ（ＥＤＳ）ａｎａｌｙｓｉｓｄａ－ｔａｏｆＢｉ２Ｏ３／ＲＧＯ能譜元素量比質(zhì)量比／％原子比／％１Ｃ９．２８３７．８２Ｏ１４．４９４４．３３Ｂｉ７６．２２１７．８５２Ｃ１０．５６３８．９５Ｏ１６．４７４５．５８Ｂｉ７２．９７１５．４６３Ｃ１１．８６４０．３０Ｏ１８．０５４６．０２Ｂｉ７０．０９１３．６８２．４ＢＥＴ分析Ｂｉ２Ｏ３和不同ＧＯ含量的Ｂｉ２Ｏ３／ＲＧＯ催化劑的比表面積如表２所示。由表２可知，Ｂｉ２Ｏ３的比表面積為５．４４９ｍ２／ｇ，隨著ＧＯ含量的增加，復(fù)合催化劑的比表面積顯著增大，主要是因?yàn)槭⿹碛芯薮蟮谋缺砻娣e。表２Ｂｉ２Ｏ３／ＲＧＯ的比表面積Ｔａｂｌｅ２ＢＥＴｏｆＢｉ２Ｏ３／ＲＧＯｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ樣品Ｂｉ２Ｏ３ＢＧ－１ＢＧ－２ＢＧ－３比表面積／ｍ２·ｇ－１５．４４９９．８１３１２．６１８１７．８２３２．５光催化還原ＣＯ２的實(shí)驗(yàn)不同ＧＯ含量的Ｂｉ２Ｏ３／ＲＧＯ光催化還原ＣＯ２的性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖６所示。由圖６可以看出，Ｂｉ２Ｏ３為催化劑，在紫外光照８ｈ后，ＣＯ２與Ｈ２Ｏ反應(yīng)生成ＣＨ４的量為０．５１５μｍｏ

Ｈ４的產(chǎn)量明顯提高。隨著ＧＯ含量的增加，ＣＨ４的產(chǎn)量也隨之增加，ＢＧ－２的ＣＨ４產(chǎn)量達(dá)到了１．０１２μｍｏｌ／ｇ，繼續(xù)增加ＧＯ含量，ＣＨ４的產(chǎn)量反而降低了，這說(shuō)明適量的石墨烯可以增強(qiáng)Ｂｉ２Ｏ３的光催化性能。將反應(yīng)后的催化劑Ｂｉ２Ｏ３／ＲＧＯ（ＢＧ－２）回收后進(jìn)行光催化還原ＣＯ２的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖７所示�？梢钥闯�，重復(fù)使用４次，ＢＧ－２光催化還原ＣＯ２產(chǎn)生ＣＨ４的量并沒(méi)有減少。圖６Ｂｉ２Ｏ３／ＲＧＯ光催化還原ＣＯ２的性能實(shí)驗(yàn)Ｆｉｇ６ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｏｖｅｒＢｉ２Ｏ３／ＲＧＯ圖７ＢＧ－２光催化還原ＣＯ２的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)Ｆｉｇ７Ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｒｅｄｕｃ－ｔｉｏｎｏｆＣＯ２ｏｖｅｒＢＧ－２ＳＥＭ顯示，石墨烯以小碎片的形式附著于Ｂｉ２Ｏ３顆粒表面。當(dāng)足夠能量的光子照射在Ｂｉ２Ｏ３表面時(shí)，價(jià)帶電子被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶，同時(shí)價(jià)帶上產(chǎn)生空穴，形成電子－空穴對(duì)，石墨烯優(yōu)良的電子傳導(dǎo)能力能使產(chǎn)生的電子迅速遷移到Ｂｉ２Ｏ３表面，有效地抑制光生電子－空穴對(duì)的復(fù)合機(jī)率。鑒于石墨烯擁有巨大的比表面積，因此，可以吸附更多的ＣＯ２參與光催化過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入一定量的石墨烯可以提高光催化還原ＣＯ２的ＣＨ４產(chǎn)量，但是過(guò)量的石墨烯反而不利，這是因?yàn)樯倭康氖└街诖呋瘎┍砻鏁r(shí)，有助于光生電子的遷移，也可以吸附更多的反應(yīng)物質(zhì)

【參考文獻(xiàn)】：
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