Page 138 - 《精细化工》2021年第8期

·1632· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

可见光下对于污染物降解反应的进行 [9-10] 。

a—全谱；b—Bi 4f；c—N 1s
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图 5 Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /N-TiO 2 的 XPS 谱图
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Fig. 5 XPS spectra of Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /N-TiO 2

如图 5a 所示，所制材料由 Bi、C、O、N 和 Ti
五种元素组成。如图 5b 所示，材料的 Bi 4f 光谱图
显示出 4 个 XPS 峰，分别位于 156.48、158.28、161.78
0 3+ 0
和 163.48 eV，依次对应于 Bi 4f 7/2 、Bi 4f 7/2 、Bi 4f 5/2
0
3+
和 Bi 4f 5/2 峰，证明了 Bi 的存在。如图 5c 所示，材
料的 N 1s 光谱被分解成两个宽峰，分别归属于 N—
Ti—O（399.96 eV），Ti—N—O（401.66 eV） [22] ，
证明了氮元素的成功掺杂。结合上述表征证实，成

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功制备出 Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /N-TiO 2 复合材料。 图 6 TiO 2 和 Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /N-TiO 2 的 PL 谱图（a）、EIS
2.5 光电测试分析 谱图（b）和紫外-可见 DRS 谱图（c）
Fig. 6 PL spectra (a), EIS spectra (b) and UV-Vis-DRS
用 PL 光谱对比不同材料的光生电子和空穴复合 0
spectra (c) of TiO 2 and Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /N-TiO 2
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情况，结果如图 6a 所示。相比于 TiO 2 ，Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /
N-TiO 2 具有更低的信号强度，表明在该材料中光生 2.6 光催化降解罗丹明 B 性能
空穴和电子的复合受到抑制。此外，利用 EIS 测试 罗丹明 B 被用作典型的有机污染物，以评估材
探究光生电子和空穴的界面转移情况，结果如图 6b 料在可见光照射下的光催化性能，结果见图 7。如
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所示。相比于 TiO 2 和 N-TiO 2 ，Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /N-TiO 2 图 7a 所示，在未加入催化剂条件下，可见光照射 3 h
具有更小的半圆弧，这表明其具有更低的电荷转移 后，罗丹明 B 的浓度几乎保持不变（降解率 3.98%）。
电阻，其内部光生载流子能够快速迁移。 在相同条件下，与 TiO 2 NPs（降解率 30.95%）相比，
结合 PL 和 EIS 结果可以证明三组分的成功结 N-TiO 2 的 可 见光降解率 并未明显提 升（降解率
合有利于光生载流子的迁移，提高了光生电子和空穴 45.86%），结合 EIS 分析可知，由于氮掺杂产生更多
的有效分离效率。通过紫外-可见漫反射光谱（DRS） 的光生电子和空穴的复合中心，光生电子和空穴不
探索样品的光学吸收能力，结果如图 6c 所示。相比 能快速迁移及有效分离，限制催化剂在可见光下降
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于 TiO 2 ，Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /N-TiO 2 在可见光区域显示出 解罗丹明 B。值得注意的是，Bi /Bi 2 O 2 CO 3 /N-TiO 2
更强的吸光度，这主要由于氮元素的成功掺杂。氮 表现出最佳可见光降解率，可见光照射 3 h 时达到
掺杂有利于提高材料对于可见光的吸收，这有利于 95.02%的降解率（降解效果见图 7d 插图）。显然，