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第 2 期 黄凤萍，等: 高可见光活性 TiO 2 -BiOI 的制备及其光催化性能 ·235·

BiOI 来说，n=4。由图 6b，c 可知，TiO 2、TB-0、TB-20、 液中总有机碳的去除率曲线见图 8。由图可知，TiO 2
TB-40、TB-60、TB-80、TB-100 的禁带宽度分别为 3.14、 对甲基橙的去除率最低，只有 12%，而 TB-0、TB-20、
1.80、1.81、1.83、1.82、1.79、1.81 eV。纯的 BiOI TB-40、TB-60、TB-80、TB-100 对甲基橙的去除率
禁带宽度约为 1.80 eV，TB-40 为 1.83 eV，证明 Ti/Bi 分别达到 40%、54%、85%、80%、76%、54%。与
不同物质的量比的光催化剂产生了红移现象。 TiO 2 和纯 BiOI 相比，复合光催化剂对有机物中总有
2.2 光催化性能测定 机碳的去除率有很大提高。
将 TiO 2 -BiOI 光催化剂分散于 10 mg/L 的甲基
橙溶液中，然后置于可见光下（λ>420 nm）进行降
解实验，将甲基橙降解为 CO 2 、H 2 O 等产物，结果
见图 7a。TiO 2 -BiOI 对甲基橙降解的反应动力学拟
合曲线见图 7b。如图 7a 所示，在 120 min 时 TiO 2
对甲基橙的降解率最低，只有 15%，TB-0、TB-20、
TB-40、TB-60、TB-80、TB-100 对甲基橙的降解率
分别达到 50%、79%、95%、92%、87%、86%。TB-40
的降解率达 到 95% 。 据一级反应 动力学公式
〔ln(C/C 0 )=-kt，其中，C 为 t 时刻甲基橙溶液的浓

度；C 0 为甲基橙溶液初始浓度；k 为动力学常数〕， 图 8 不同样品对 TOC 的去除率
1
由图 7b 可知，TB-40 的动力学常数（0.02575 min ） Fig.8 Removal rate of TOC of different samples
1
约为 TiO 2 （0.00138 min ）的 18 倍，约为纯 BiOI 2.3 光催化机理分析
1
样品的 1.8 倍（0.01448 min ），这是因为异质结结 为了探究 TiO 2 -BiOI 在光催化降解过程中是何
构所致 [8,21] 。 种活性物种起作用，进行了活性物种捕捉实验 [22] 。

在样品 TB-40 的光催化实验中分别加入异丙醇
（IPA）、对苯醌（BQ）、三乙醇胺（TEOA）作为羟
2
+
基自由基（·OH）、超氧自由基（O ·）、空穴（h ）
捕捉剂。加入不同捕捉剂后 TiO 2 -BiOI 对甲基橙的
降解率如图 9a 所示。由图 9a 可知，加入 IPA 后，

图 7 可见光下样品对甲基橙的降解率（a）; 样品对甲
基橙降解的反应动力学拟合曲线（b）
Fig. 7 Photodegradation of MO under visible-light
irradiation (a) and pseudo-first-order kinetics of
MO degradation (b)

为了进一步验证光催化降解反应是将有机物碳
图 9 活性物种对光催化的影响（a）；循环光催化性能（b）
化为无机物，本文对降解后的溶液进行了总有机碳
Fig. 9 Active specie trapping experiment (a) and cycling
含量的测定。样品（TB-40）在可见光下对甲基橙溶 degradation (b)