可见光响应Bi2O3光催化剂的非金属S掺杂及其性能研究

admin · 发表于 2022-5-18 17:06:19

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雅宝题库解析：
半导体光催化材料是指在光辐射下可以连续产生光生电子-空穴对并用于氧化还原反应的一类催化材料，因其在环保领域中具有广泛应用前景而倍受关注。Bi系化合物是其中重要的一大类，得到了科研人员的深入研究，但是对于Bi2O3非金属掺杂的研究还未见报道。本小组对不同晶体结构Bi2O3光催化性能进行了研究。在此基础上，为了进一步提高其光催化效率，本文对α-Bi2O3及γ-Bi2O3进行了非金属S掺杂。采用化学沉淀法制备了光催化剂样品，探索了掺杂与未掺杂样品催化性能及结构差异，并对S掺杂影响样品光催化性能的物理机制及掺杂样品中S的价态进行了研究。本文通过不同的工艺条件分别制备了α、γ两种晶体结构的Bi2O3及S掺杂量分别为1%，3%，5%，7%，9%的α-/γ- Bi2O3样品，在可见光(λ>420 nm)照射下以罗丹明B（RhB）为模型污染物对其光催化性能进行了研究，分析了实验结果，得出两种晶体结构的掺杂样品均比未掺杂样品有所提高，且随掺杂量的增加，光催化效果均呈现出先升高后降低的规律，其中α-Bi2O3掺杂S7%的样品具有最高的催化活性，γ-Bi2O3掺杂S1%的样品具有最高的催化活性。本文最后将α-Bi2O3与半导体Fe2O3的进行复合，在一定程度上提高了样品的可见光催化活性，Fe2O3的最佳复合量为30%。复合可以有效地促进电荷分离，延长载流子寿命，并增加光生电子-空穴的氧化还原能力，从而提高样品的光催化活性。

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