Page 134 - 《精细化工》2021年第8期

第 38 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.38, No.8
202 1 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2021

催化与分离提纯技术
0
Bi /Bi O CO /N-TiO 复合材料的制备及其光催化性能
2
3
2
2
1
1
1
王延炜 ，李佳益 ，王博威 1,2,3* ，孙明明 ，陈立功 1,2,3 ，李 阳 1,2,3*
（1. 天津大学 化工学院，天津 300350；2. 天津化学化工协同创新中心，天津 300072；3. 天津市功能
精细化学品技术工程中心，天津 300350）

0
摘要：利用 TiO 2 纳米带作为基底，乙二胺作为还原剂及氮源，采用溶剂热法合成光催化复合材料 Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /
0
N-TiO 2 。通过 XRD、SEM、TEM 等对催化剂的结构进行了表征。结果显示，直径为 1.2~2.1 nm 的单质铋（Bi ）
和碳酸氧铋（Bi 2 O 2 CO 3 ）的复合量子点均匀生长在一维 TiO 2 纳米带（TiO 2 NBs）表面。在可见光照射下，相比
0
于 TiO 2 NBs（降解率 30.95%），Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /N-TiO 2 在 3 h 内实现了对有机污染物罗丹明 B 的高效降解（降解
+
率 95.02%）。活性物质捕获实验证实，h 和•OH 是材料参与光催化降解罗丹明 B 的主要活性物质。
关键词：二氧化钛；纳米带；铋；碳酸氧铋；量子点；光催化技术
中图分类号：X703；O643.36；O644.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 08-1628-07

Preparation and photocatalytic performance of
0
Bi /Bi 2O 2CO 3/N-TiO 2 composite material

1
1
1
WANG Yanwei , LI Jiayi , WANG Bowei 1,2,3* , SUN Mingming , CHEN Ligong 1,2,3 , LI Yang 1,2,3*
[1. School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300350, China; 2. Collaborative
Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), Tianjin 300072, China; 3. Tianjin Engineering
Research Center of Functional Fine Chemicals, Tianjin 300350, China]
0
Abstract: Photocatalytic composite Bi /Bi 2 O 2 CO 3/N-TiO 2 was prepared by solvothermal method using TiO 2
nanobelts as substrate and ethylenediamine as reducing agent and nitrogen source. The obtained material
was characterized by XRD, SEM, TEM and other techniques. The results showed that in the architecture of
0
the composite, compound quantum dots combined with Bi and Bi 2O 2CO 3 with a diameter of 1.2~2.1 nm
0
uniformly grew on the surface of TiO 2 nanobelts (TiO 2 NBs). Bi /Bi 2O 2CO 3/N-TiO 2 exhibited an efficient
degradation of Rhodamine B of 95.02% under visible light irradiation, higher than that of TiO 2 NBs
+
(30.95%). The active species-trapping experiments verified that h and •OH were the main active species
involved in the photocatalytic degradation of Rhodamine B.
Key words: titanium dioxide; nanobelt; bismuth; bismuth oxycarbonate; quantum dots; photocatalytic
technology

有机染料广泛应用于纺织、化妆品、造纸等行 二氧化钛（TiO 2 ）作为众多光催化材料中的一
[5]
业，但不易降解和生物体内易累积的特性使其对环 员，具有化学稳定性高，毒性低，廉价等优点 ，
[1]
境和生物体都产生不良影响 。世界各地的研究员 但禁带宽度宽和光生电子/空穴复合率高等缺点导
运用多种方法来治理有机染料废水污染 [2-3] 。其中， 致其在可见光下催化效果差，这限制了 TiO 2 的使
[6]
光催化技术针对有机染料废水的处理具有效果明 用 。为了提高可见光下 TiO 2 的光催化活性，研究
显，绿色环保，反应条件温和等特点，成为污水治 者提出掺杂、与异质结复合等解决方法 [7-8] 。其中，
[4]
[9]
理的高效方法 。 非金属离子氮掺杂可以有效地提高其光催化活性 。

收稿日期：2021-01-18; 定用日期：2021-03-05; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210071
基金项目：国家自然科学基金（21808161、21978208）；中国博士后科学基金（2020T130465）
作者简介：王延炜（1994—），女，硕士生，E-mail：wangyanwei0925@163.com。联系人：王博威（1986—），男，讲师，E-mail：
bwwang@tju.edu.cn；李 阳（1968—），男，副教授，E-mail：liyang777@tju.edu.cn。