双Z型BiOBr/BiO/BiOCO光催化剂的合成及其对盐酸四环素的降解性能研究

作     者：李冬梅 王子霖 蒋树贤 张文欣 李奕锴 吴汉杰 

作者机构：广东工业大学土木与交通工程学院 华南师范大学附属中学国际部 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081704[工学-应用化学] 081705[工学-工业催化] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(No.51378129 51108094) 

主　　题：BiOBr@Bi O @Bi O CO 三元光催化剂 双Z型异质结 可见光催化活性 TCH降解途径 光降解性能 

摘      要：以硝酸铋、溴化钾及尿素为前驱体，通过水热、煅烧法合成Bi2O3/Bi2O2CO3异质结（简称BO/BOC）.通过化学沉淀法在BO/BOC异质结片层上沉积不同质量分数的BiOBr纳米颗粒，合成BiOBr/BO/BOC复合光催化剂（简称BBB），探讨BiOBr与BO/BOC的最佳质量比.最后以盐酸四环素（TCH）为目标污染物，研究BBB的光催化活性及其降解性能.结果表明：（1）BiOBr与BO/BOC质量比为2∶1时，对应的BBB-4(记为BBBOPT)的光催化活性最高，在30 min内对TCH的光降解率高达99.7%；（2）BBBOPT的最大光吸收边由430 nm红移至450 nm，禁带宽度由2.77 eV缩窄至2.68 eV，有效降低了光生电子-空穴对的复合率；BiOBr导带中的电子转移至Bi2O2CO3、Bi2O3的价带，BBBOPT异质结属于双Z型结构；（3）BBBOPT稳定性良好，重复使用5次后对TCH的降解效率仍高达88.1%；（4）BBBOPT光催化降解TCH的主要活性物种是·O2-，其次是h+，·OH最弱；（5）TCH的光降解过程包括去甲基化、羟基化、开环反应、脱酰胺、脱氨基等反应，并最终被氧化为小分子有机物、CO2和H2O.