Page 182 - 《精细化工》2021年第5期

·1036· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

显著高于 g-C 3 N 4 和 Bi 2 MoO 6 ，这意味着 10CN/BM 即在 Bi 2 MoO 6 导带上生成的一部分电子迁移到
+
表面 g-C 3 N 4 与 Bi 2 MoO 6 之间在片层结构上的复合， g-C 3 N 4 的价带上并与其上面产生的 h 复合，这会导
有效实现了材料内部载流子迁移率的显著提高 [30] ， 致 g-C 3 N 4 导带上的大量光生电子与溶解的 O 2 反应
+
–
有助于花簇状 g-C 3 N 4 /Bi 2 MoO 6 微球光催化性能的提 形成•O 2 ；而 h 积累在 Bi 2 MoO 6 的价带上，并与溶液
–
升。FANG 等 [26] 的研究结果也证实，具有高比表面 中的 H 2 O 或 OH 反应形成•OH，由此生成的大量活
积、丰富催化活性位点和较短载流子扩散程长的 2D 性自由基参与到 MB 的光催化降解过程中。因此，
纳米片结构在多相光催化中具有广泛的应用。 基于生物模板技术的水热-牺牲模板法实现了花簇
状 g-C 3 N 4 /Bi 2 MoO 6 微球中两种 2D 材料的复合，
g-C 3 N 4 与 Bi 2 MoO 6 之间 Z 型异质结的构建，有效地
促进了电荷分离，从而实现了对目标污染物的高效
降解。

3 结论

（1）以酵母为生物模板，采用水热-牺牲模板法
成功制备了花簇状 g-C 3 N 4 /Bi 2 MoO 6 微球，由花簇状
纳米簇形成的微球表面粗糙，形貌比较均一，结晶

度高且分散良好。
图 12 g-C 3 N 4 、Bi 2 MoO 6 和 10CN/BM 的光电流响应 （2）花簇状 g-C 3 N 4 /Bi 2 MoO 6 微球在可见光下催
Fig. 12 Photocurrent response of g-C 3 N 4 , pure Bi 2 MoO 6 and
10CN/BM 化降解 MB 模拟染料废水中表现出优异的光催化性
–
能。•O 2 和•OH 是光催化的主要活性物种。微球中
花簇状 g-C 3 N 4 /Bi 2 MoO 6 微球光催化机理如图 g-C 3 N 4 与 Bi 2 MoO 6 能带结构匹配而形成的 Z 型异质
13 所示。 结能有效促进光生载流子的转移，减少电子-空穴对

的复合，显著提升了材料的光催化性能。
（3）获得了通过绿色安全的手段制备 Bi 2 MoO 6
与 g-C 3 N 4 微球光催化剂的新方法，既是对生物模板
法和技术的发展，也是对微纳米材料环境友好合成
路线的探索。

参考文献：
[1] XIE Y X (谢艳新), LIU H J (刘海娟), SHANG L (尚磊), et al.
Latest research progress of dye wastewater treatment[J]. Textile
Auxiliaries (印染助剂), 2020, 37(7): 11-16.
[2] ZHONG X G (钟湘贵). Characteristics and treatment methods for

printing and dyeing wastewater in environmental engineering[J].
图 13 花簇状 g-C 3 N 4 /Bi 2 MoO 6 微球光催化机理示意图 Resources Economization & Environmental Protection (资源节约与
Fig. 13 Photocatalytic mechanism of flower-like g-C 3 N 4 / 环保), 2018, (5): 3-5.
Bi 2 MoO 6 microspheres [3] ZHANG L P (张丽萍). Research and development of advanced
oxidation technology in water pollution control chemistry[J].
Biological Chemical Engineering (生物化工), 2020, 6(4): 143-145.
由图 13 可知，在可见光的照射下，g-C 3 N 4 和 [4] LI Y Y, HUI B, GAO L K, et al. Facile one-pot synthesis of wood
Bi 2 MoO 6 价带上的电子被激发并跃迁至导带上，由 based bismuth molybdate nano-eggshells with efficient visible-light
photocatalytic activity[J]. Colloids and Surfaces A: Physicochemical
于 g-C 3 N 4 的 E VB 和 E CB 均比 Bi 2 MoO 6 的电势更负，
and Engineering Aspects, 2018, 556(5): 284-290.
如果 g-C 3 N 4 导带上的光生电子优先转移到 Bi 2 MoO 6 [5] LI S J, HU S W, JIANG W, et al. Facile synthesis of cerium oxide
+
的导带上，而 Bi 2 MoO 6 价带上产生的 h 转移至 nanoparticles decorated flower-like bismuth molybdate for enhanced
photocatalytic activity toward organic pollutant degradation[J].
+
g-C 3 N 4 的价带上，那么由于 g-C 3 N 4 价带上的 h 电位 Journal of Colloid and Interface Science, 2018, 530(15): 171-178.
（+1.59 eV）低于•OH 的标准氧化还原电势（+1.90 eV）， [6] DING X (丁星), YANG X L (杨祥龙), XIONG Z L (熊中亮), et al.
+
–
则 h 无法与 H 2 O 或 OH 反应形成•OH。然而，实际 Environment pollutants removal with Bi-based photocatalysts[J].
Progress in Chemistry (化学进展), 2017, 29(9): 1115-1126.
的自由基捕获实验（见图 11）显示，光催化反应中 [7] ZHANG L (张璐), BAI Y Q (白永庆), YI J H (易均辉). New
+
•OH 的参与 程度大 于 h 。因 此花簇 状 g-C 3 N 4 / research progress of bismuth molybdate semiconductor photocatalyst
[J]. Industrial Catalysis (工业催化), 2019, 27(7): 1-6.
Bi 2 MoO 6 的光催化机理可以用 Z 型异质结分析解释， [8] ZOU J P, MA J, HUANG Q, et al. Graphene oxide as structure-