Page 152 - 《精细化工》2022年第12期

·2518· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

3+
分别对应于软铋矿中的 Bi 特征峰 [26-27] 。
为了清楚地了解 BTO 和 5% Fe-BTO 的 CB 和
VB 电位，进行了 VB 的 XPS 分析，结果如图 5 所
示。由图 5 可知，5% Fe-BTO 的价带能量比 BTO 的
价带能量提高了 0.1258 eV，这说明 Fe 掺杂对 BTO
的 VB 影响较为明显。此外，根据公式 E g =E V –E C （E V
和 E C 分别为 VB 电位和 CB 电位，eV）计算，BTO
和 5% Fe-BTO 的 CB 电位分别为–1.454 和–0.8632 eV，
说明 Fe 的引入使 BTO 的 CB 增大，CB 和 VB 的增
+
大意味着 5% Fe-BTO 中光生空穴（h ）的氧化能力
图 6 BTO 和 5% Fe-BTO 的 N 2 吸附-脱附等温线（a）及
变强，而光生电子的还原能力变弱。 相应的孔径分布曲线（b）

Fig. 6 N 2 adsorption-desorption isotherm (a) and corresponding
aperture distribution curves (b) of BTO and 5%
Fe-BTO

表 1 BTO 和 5% Fe-BTO 的比表面积、孔体积和平均孔径
Table 1 Specific surface area, pore volume and average pore
size of BTO and 5% Fe-BTO
比表面积/ 孔体积/ 平均孔径/
样品
3
2
(m /g) (cm /g) nm
BTO 71.78 0.0639 2.458
2% Fe-BTO 73.31 0.0579 2.120
5% Fe-BTO 66.63 0.0718 3.160
8% Fe-BTO 54.38 0.0856 5.173

由表 1 可知，随着 Fe 掺杂量的增加，平均孔径
从 BTO 的 2.458 nm 增加到 8% Fe-BTO 的 5.173 nm；
3
孔体积从 BTO 的 0.0639 cm /g 增大到 8% Fe-BTO
3
的 0.0856 cm /g。2% Fe-BTO 的比表面积虽然变大，
但是催化剂的比表面积并不是判断催化剂活性的唯
一影响因素，还有反应活性位点等因素。掺杂 Fe
提高了催化剂的孔体积和平均孔径，从而有利于反

图 5 BTO（a）和 5% Fe-BTO（b）的 XPS 价带谱图 应物分子向孔内扩散。
Fig. 5 XPS valence spectra of BTO (a) and 5% Fe-BTO (b) 2.6 光催化性能评价

2.5 BET 表征 通过在可见光下降解 MB 评价了 4 种样品的可
图 6a 为 BTO 和 5% Fe-BTO 两种样品的 N 2 吸附 见光催化活性，结果见图 7。
-脱附等温线。由图 6a 可知，两种样品都是典型的
Ⅳ等温线，说明都有介孔的存在。不同样品的比表
面积、孔体积和平均孔径见表 1。

图 7 不同 Fe 掺杂量样品的可见光降解 MB 性能
Fig. 7 Degradation of MB in visible light by samples with
different Fe doping content