富铋型溴氧铋的制备及其光催化性能研究

摘要

采用溶剂热法和煅烧法分别制备了Bi3O4Br、Bi12O17Br2和Bi24O31Br10三种不同的富铋型溴氧铋材料。利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对不同材料的物相组成与形貌进行了表征。在模拟太阳光下分别测试了三种富铋型溴氧铋材料的光催化苯甲醇选择性氧化性能。其中,Bi24O31Br10样品具有最佳的光催化性能,光照2小时后,苯甲醇的转化率为22.3%,苯甲醛的选择性可达100%。通过捕获剂实验、电子顺磁共振波谱(EPR)和紫外–可见漫反射光谱(DRS)对不同材料表现出不同光催化活性的原因进行了分析。结果表明,三种不同的富铋型溴氧铋材料光催化氧化苯甲醇的主要活性物种均为光生空穴(h+)和超氧自由基(·O2-)。Bi24O31Br10具有最佳光催化活性可能归因于Bi24O31Br10产生·O2-的能力强于Bi3O4Br和Bi12O17Br2。此外,Bi24O31Br10的价带电位更正,光生h+的氧化性更强,有利于苯甲醇的氧化。