氧化铟的铋掺杂改性及其光催化性能
A new approach to Bi doped modification of indium oxide and its photocatalytic performance作者机构:西安理工大学水利水电学院西安710048 西安工业大学建筑工程学院西安710021
出 版 物:《安全与环境学报》 (Journal of Safety and Environment)
年 卷 期:2016年第16卷第6期
页 面:224-228页
核心收录:
学科分类:083001[工学-环境科学] 0830[工学-环境科学与工程(可授工学、理学、农学学位)] 08[工学]
摘 要:为了研究氧化铟及不同Bi^(3+)掺杂量的氧化铟改性材料的光催化性能,采用溶剂热法制备了氧化铟和掺杂不同比例Bi^(3+)的氧化铟光催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线电子能谱(EDS)、比表面积(BET)分析等方法对其结构及性质进行了表征。结果表明,当Bi^(3+)掺杂量小于或等于10%(摩尔分数)时,Bi^(3+)的掺杂对氧化铟纳米球的晶型结构和结晶度基本不产生影响;而当掺杂量大于10%时,晶体结构发生变化;Bi^(3+)的掺杂进一步增大了氧化铟纳米球的比表面积和孔容,掺杂后氧化铟纳米球的N2吸附-脱附等温线为典型的IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)IV型等温线。以紫外灯(波长λ=254 nm)为光源,以直接大红为目标降解物,考察了不同Bi^(3+)掺杂量的氧化铟的光催化性能。结果表明:Bi^(3+)掺杂量为8%时,氧化铟对直接大红废水去除效果最佳,去除率高达94.3%,光催化剂活性最高;光催化降解直接大红的过程完全符合一级反应动力学方程;同时,活性物种捕获试验证明了加入10 m L异丙醇,反应中光降解率只有很小的下降,表明羟基自由基(·OH)不是光催化体系中的主要活性物种,而空穴(h+)才是光催化氧化直接大红过程中的主要活性物种。研究表明,通过元素掺杂可以很好地改变氧化物的光催化性能。