微结构优化与GO耦合大幅提高(BiO)_2CO_3可见光催化性能

作     者：董帆 李秋燕 何詠基 吴忠标 DONG Fan;LI QiuYan;HO Wing-Kei;WU ZhongBiao

作者机构：重庆工商大学催化与功能有机分子重庆市重点实验室环境与生物工程学院重庆400067 香港教育学院科学与环境研究学系 浙江大学环境工程系环境污染修复与生态健康教育部重点实验室杭州310027 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2015年第60卷第20期

页      面：1915-1923,1851页

核心收录：

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(51478070 51108487) 重庆工商大学研究生创新项目(yjscxx2014-052-28)资助 

主　　题：水热法 (BiO)CO 石墨烯 D分级结构 可见光催化 电子-空穴分离 

摘      要：以柠檬酸铋、无水碳酸钠和氧化石墨烯(GO)为原料,采用一步水热法合成(Bi O)2CO3与GO复合的新型三维(3D)分级结构光催化剂(BOC-GO).通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、表面积测定、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱对样品进行表征分析.结果表明,(Bi O)2CO3微球分散在GO薄膜上,形成了新颖的3D分级结构.这种特殊的新结构作为光催化剂,在可见光照射下对ppb级NO(1ppb=1μg/m3)表现出了大幅增强的可见光催化活性和良好的光化学稳定性,远高于(Bi O)2CO3以及其他可见光催化剂.BOC-GO优异的活性可归因于3D分级结构与GO的耦合.一方面(Bi O)2CO3微球特殊的3D分层结构,既能诱导入射光产生多次的散射和反射效应,增加对可见光的捕获利用,也能促进光催化过程中反应物和中间产物的快速转移和运输,为催化剂提供更多的活性位点;另一方面归因于GO自身优越的电子迁移能力,能够将(Bi O)2CO3的导带电子迅速转移和运输,从而促进(Bi O)2CO3上电子-空穴对的有效分离.将光催化剂自身微结构优化与GO耦合是一种大幅提高可见光催化性能的新方法.