谭海燕，胡卫兵∣BiOI/BiOBr异质结催化剂的制备及光催化降解罗丹明B

《华中农业大学学报》2021年第3期刊发了超轻弹性体材料绿色制造国家民委重点实验室/湖北民族大学化学与环境工程学院的谭海燕副教授的研究文章《BiOI/BiOBr异质结催化剂的制备及光催化降解罗丹明B》。欢迎从我刊官网或中国知网下载阅读！

文章介绍

在用光催化反应降解染料废水中的有机物来净化染料废水时，其光催化反应主要是利用光生空穴(h⁺)的强氧化性，空穴(h⁺)可以将染料废水中的有机物降解成无污染的CO₂和H₂O。单一光催化剂的光生载流子易复合，构建传统Ⅱ型异质结是实现光生电子和空穴分离的常见有效策略，Ⅱ型异质结虽能够实现电子-空穴的有效分离，但削弱了电子-空穴的还原氧化能力，新型的梯形异质结可以克服这一缺点。

梯形异质结由一个氧化型与一个还原型光催化剂组成，在费米能级差的作用下形成一个内建电场，它可以消除异质结内氧化型材料中相对无用的电子和还原型材料中相对无用的空穴，从而保留氧化型光催化剂中有用的空穴和还原型光催化剂中有用的电子，使整个复合材料具有更强的氧化还原能力和更高的光催化性能。

为此本文采用水热法合成梯形异质结复合光催化材料BiOI/BiOBr，通过密度泛函理论(DFT)计算进一步证实了BiOBr和BiOI之间梯型异质结构的产生，探究其对典型有机染料罗丹明B的降解能力，并与纯的BiOBr与BiOI的降解情况进行比较。通过X射线衍射XRD、场发射扫描电子显微镜FESEM、紫外-可见漫反射光谱DRS以及稳态、瞬态荧光光谱PL等对合成的异质结复合光催化剂BiOI/BiOBr样品进行了结构、形貌、光学性质的表征。采用分光光度法分析了罗丹明B的降解率，结果表明BiOI/BiOBr异质结光催化材料对100 mg/L的罗丹明B有很好的降解能力，在40 min内可以使罗丹明B的降解率达到100%。文章结合理论计算、结构表征以及降解结果，解释了异质结界面处电子的转移行为及内建电场方向，推断并确认在光照下梯型异质结界面处光生电子和空穴的转移与分离情况，揭示了异质结复合材料BiOI/BiOBr光催化降解罗丹明B污染物净化废水的活性增强机制。

图1  BiOI/BiOBr异质结光催化降解RhB机制图

文章引用

谭海燕,张世龙,吴德勇,等. BiOI/BiOBr异质结催化剂的制备及光催化降解罗丹明B[J].华中农业大学学报,2021,40(3):187-194.

DOI:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2021.03.021

第一作者：谭海燕

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