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·232·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

                 卤氧化铋（BiOX，X=Cl、Br、I）是一类新型                     样品 TB-0、TB-20、TB-40、TB-60、TB-80、TB-100，
            p 型半导体（空穴导电为主的半导体）光催化剂，                            添加后继续剧烈搅拌 30 min。然后置于 50 mL 聚四
                                 -
                   2+
            [Bi 2 O 2 ] 与卤素离子(X )交叉排列成层状结构，其独                  氟乙烯反应釜中，160 ℃反应 6 h。自然冷却至室温，
            特的层状结构之间可以产生强的内电场作用，有助于                            用无水乙醇和蒸馏水分别清洗 3 次，干燥 12  h，制
            光生电子-空穴分离，提高光催化剂的光催化性能                     [1-2] 。  得 TiO 2 -BiOI。
            随着 X 相对分子质量的增大，BiOX 光催化剂的光                         1.3    表征
            吸收能力随之增大，禁带宽度变窄。BiOI 的禁带宽                              采用 X 射线衍射仪（日本，Rigaku，D/max-
                           [3]
            度在 1.7~1.9 eV ，但是，BiOI 在可见光下的光催                    2200/PC ）对样品进 行 XRD 表征， Cu 靶 λ=
            化性能往往不是很高，这是由于其内部有着强的内                             0.15418 nm，管电压 40 kV，管电流 100 mA，测量
            电场作用帮助光生电子-空穴分离，但是由于其禁带宽                           角度为 10°～70°；采用扫描电子显微镜（日本，
            度过窄，光生电子-空穴迁移路程过短，往往一经激发                           Hitachi，S-4800 型）对样品进行 SEM 表征，电流为
                                                                     8
            便会发生复合。为此，研究人员尝试过多种物质来对                            1.0×10  V，加速电压为 3 kV；采用紫外-可见-近红
            BiOI 进行复合改性，制得多种复合光催化剂，以期提                         外分光光度计（美国，Agilent，Carry 5000 型）对样
                                           [4]
                                                        [5]
            高其光催化性能，例如：MoS 2/BiOI 、Fe 2O 3/BiOI 、              品进行 UV-Vis-DRS 表征，测试波长范围为
                                                  [8]
                      [6]
                                   [7]
            Bi 2 O 3 /BiOI 、Fe 3 O 4 /BiOI 、Bi 2 WO 6 /BiOI 、WO 3 /   200~800 nm；采用总有机碳测定仪（美国，HACH，
                [9]
            BiOI 、BiPO 4 /BiOI [10] 。                          Liqui TOCⅡ型）对水中的有机碳进行测试。
                 TiO 2 是一种被广泛研究的 n 型半导体（电子导                    1.4    光催化性能测试
            电为主的半导体），由于其具有无毒、廉价、物理化学                               配制 10  mg/L 甲基橙（MO）溶液，取 30  mL
            性质稳定等特点受到越来越多科学领域的青睐                     [11-13] 。  甲基橙溶液置于石英反应器中，加入 30  mg 制备的
            但由于其禁带宽度过大（3.0~3.2 eV），在可见光区吸                      光催化剂，暗室中超声分散 60 min，达到吸附-脱附
            收能力太弱，导致其基本没有可见光光催化性能                     [14-15] 。  平衡。500 W 氙灯下（带 420 nm 滤光片），每隔 15 min
            已有研究表明，构筑 p-n 异质结结构可以促使光生电                         取 3 mL 悬浮液，离心后取清液测定甲基橙浓度。按
            子-空穴有效分离，从而提高光催化剂的光催化性能，                           下式计算甲基橙降解率。
                              [16]         [17]        [18]
            例如：BiOI/Bi 2MoO 6   、BiOI/BiVO 4  、Bi 2S 3/TiO 2  、            降解率/%=(1ρ/ρ 0 )×100         （1）
                      [19]           [20] 、CuO/ZnO [21] 。      式中：ρ 0 为初始甲基橙溶液质量浓度,mg/L；ρ 为辐照
            Fe 2 O 3 /TiO 2  、BiVO 4 /MoS 2
                 目前，国内外所制备的 TiO 2 掺杂 BiOI 光催化                  后甲基橙溶液质量浓度,mg/L。
            剂的光催化活性有待进一步提高，并且对其机理缺                                 在可见光相同的条件下，取光催化反应离心后
            乏深入探究。本文以钛酸丁酯、亚氨基二乙醇、碘                             的甲基橙溶液，用总有机碳测定仪测定反应后上清
            化钾和五水合硝酸铋为原料，制备了具有高可见光                             液中的 TOC(总有机碳)浓度。TOC 去除率（E）用
            催化性能的 TiO 2 -BiOI 光催化剂，研究了二者之间                     式（2）进行计算。
            的异质结结构，并对其最终降解产物进行了考察。                                           E/% = (1ρ t /ρ 0 )×100    （2）
                                                               式中：E 为溶液中 TOC 的去除率，%；ρ 0 为吸附-
            1    实验部分                                          脱附平衡时 TOC 的质量浓度，mg/L；ρ t 为吸附经过

                                                               t 时的 TOC 质量浓度，mg/L。
            1.1    试剂
                 钛酸丁酯、亚氨基二乙醇，AR，天津市科密欧化
                                                               2    结果与讨论
            学试剂有限公司；无水乙醇、KI，AR，国药集团化学
            试剂有限公司；五水合硝酸铋〔Bi(NO 3) 3·5H 2O〕、乙                  2.1    表征
            二醇，AR，天津市福晨化学试剂有限公司；去离子                                TiO 2 -BiOI 光催化剂的 XRD 谱图见图 1。由图
            水，自制。                                              1 可知，各样品均有较强的衍射峰，表明结晶度良
            1.2    制备                                          好。在 2θ=29.7°、31.9°、45.8°、55.4°处均出现了
                                                                                         [2]
                 参照文献[22]的方法制备 TiO 2 。称取 0.97 g                四方晶相 BiOI 的特征衍射峰 。随着 Ti/Bi 物质的
            Bi(NO 3 ) 3 ·5H 2 O 溶于 20  mL 乙二醇中得到溶液 A，          量比逐渐增大，锐钛矿晶相 TiO 2 在 2θ=25.4°处特征
            0.33 g KI 溶于 20 mL 乙二醇中得到溶液 B。将溶液                  衍射峰逐渐增强。在 XRD 图中没有其他杂质峰出
            B 逐滴加入溶液 A，剧烈搅拌 30 min 后，再将上述                      现，说明样品纯度较高。另外，随着 Ti/Bi 物质的
            所制备的粉末状 TiO 2 缓慢加入到其中(Ti/Bi  物质的                   量比的增加，BiOI 和 TiO 2 的吸收峰强度均逐渐增
            量比分别为 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)，分别记为                  强。此外，在 Ti/Bi 物质的量比较小时，几乎观察
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