中国环境科学

作者：李冬梅, 卢文聪, 梁奕聪, 王逸之, 陈海强, 李俊添, 谢震宇

单位：1. 广东工业大学土木与交通工程学院, 广东 广州 510006;2. 麻省理工学院大脑与认知科学系, 美国 麻州 02139;3. 复旦大学物理学系, 上海 200433

关键词：常温沉淀法,Bi5O7I/g-C3N4,Z型异质结,可见光催化性能

基金：国家自然科学基金（51378129，51108094）；广东省自然科学基金（2017A030313321，2015AS030313494）；广东省高教厅-普通高校特色创新类项目（2016KTSCX035）

以Bi（NO3）3·5H2O、KI和g-C3N4为前驱体，采用常温沉淀法制备Bi5O7I/g-C3N4Z型异质结复合光催化剂，表征其光吸收性能、微观形貌、光生电子-空穴的分离效率等特性，研究新型光催化剂对RhB的可见光催化降解性能，探讨其可见光催化过程活性基团种类以及作用机理.结果表明：利用沉淀法合成Bi5O7I/g-C3N4的条件为：Bi（NO3）3·5H2O、KI和g-C3N4的投加量分别为4.85g、1.66g和1.61g，乙二醇的用量为50mL，反应液的pH值为12，反应搅拌速度为200r/min，反应温度为25℃.Bi5O7I/g-C3N4异质结无杂相生成且纯度高，异质结复合发生在g-C3N4的（002）晶面和Bi5O7I的（203）晶面，但g-C3N4和Bi5O7I的化学结构未受影响.Bi5O7I/g-C3N4呈三维纳米花瓣形貌结构，为光生电子-空穴的迁移提供了大量的接触位点.Bi5O7I的g-C3N4掺杂改性使其光催化活性显著增强，其光吸收边缘由425nm红移至462nm，Bi5O7I/g-C3N4的能带排列结构与Z型异质结匹配，促进了光生电子-空穴的分离.其光电流密度（11.5mA/cm）约为g-C3N4和Bi5O7I对应值的2.66倍和1.47倍.Bi5O7I/g-C3N4对罗丹明B的可见光催化降解率为93.9%，显著高于g-C3N4（58%）和Bi5O7I（49.7%）的降解效果，其光催化氧化活性主要来自羟基基团、超氧基团和光生空穴等中间态自由基.

来源：2021年第9期

《中国环境科学》期刊编辑部

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