新型花状异质结构的β-Bi2O3Bi2O2CO3微球摘要及结论

摘要新型花状异质结构的β-Bi2O3/Bi2O2CO3微球是由在邻苯基苯酚（OPP，是一种广泛使用的杀菌剂和防腐剂）的可见光光催化降解的下，煅烧Bi2O2CO3自分解初级粒子合成的。在水热的条件下，首先制备得到Bi2O2CO3微球，然后用热处理的方式将其转变为Bi2O3。随着煅烧温度从250℃到500℃，原位分步分解反应发生在整个煅烧过程中，描述为：Bi2O2CO3→β-Bi2O3/Bi2O2CO3→β-Bi2O3→β-Bi2O3/α-Bi2O3→α-Bi2O3。在300℃合成的β-Bi2O3/Bi2O2CO3在可见光照射下表现出优异的光催化活性，可以在45min降解99.8%的OPP。异质结构光催化的降解率约为2，2.6，6，13，80，分别比单一的β-Bi2O3，β-Bi2O3andBi2O2CO3混合物，商业用的β-Bi2O3,，α-Bi2O3，氮掺杂的TiO2，以及Bi2O2CO3高827倍。β-Bi2O3/Bi2O2CO3其优越的光催化活性归因于大的异质结面P-N结的形成从而促使增强的电荷分离和转移，良好的带隙能量（2.27eV），较高的比表面积（12.5m2g-1），花状微纳米阶层结构。此外，确定降解过程中间包括乙基苯醚，苯乙醛，苯乙酸。结果还表明，光生空穴和•O2−基团是光催化体系中主要活性物质，也是有关于OPP几乎完全矿化的关键因素。©2014Elsevier公司保留所有权利。结论用纳米片组装的新型花状β-Bi2O3/Bi2O2CO3复合微球通过简单的水热-煅烧工艺已经成功地合成制得。不同煅烧温度下得到的样品，用XRD，SEM，TEM，DSC检测得到的结果，表明Bi2O2CO3初级粒子作为产品的自分解形态学模板。相比较纯的β-Bi2O3，α-Bi2O3和Bi2O2CO3样品，所合成的β-Bi2O3/Bi2O2CO3纳米复合材料具有对在可见光照射OPP的降解具有增强的光催化活性。复合光催化剂优越的光催化活性可能由于电子和空穴的有效分离P-N结的形成，良好的带隙能量，较高的比表面积和分层的微/纳米结构。此外，光催化机理的研究表明，光生空穴和•O2−基团是这个可见光催化体系中的主要活性物质，并对OPP有相当高的矿化效率。