Zn掺杂二维层状δ-Bi2O3纳米片的光催化固氮性能研究

作     者：高晓明 尚艳岩 刘利波 聂卫 GAO Xiao-Ming;SHANG Yan-Yan;LIU Li-Bo;NIE Wei

作者机构：延安大学化学与化工学院陕西省化学反应工程重点实验室 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2019年第34卷第9期

页      面：967-973页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(21766039) 延安市科技局项目(2016CGZH-10) 延安大学研究生处基金项目(YDYJG2018021)~~ 

主　　题：Zn掺杂 δ-Bi2O3 光催化固氮 2D层状结构 

摘      要：通过掺杂修饰催化剂形成捕获陷阱,可以有效抑制光生载流子的复合,获得高效的光催化固氮效率。以Bi(NO3)3·5H2O、Zn(CH3COO)2为原料,采用溶剂热法制备了Zn掺杂的δ-Bi2O3光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射(UV-VisDRS)等表征手段对其形貌、元素组成、光吸收等性质进行表征。结果表明,利用这种简单的水热合成方法获得2D薄层状结构的Zn-δ-Bi2O3。在常温常压下,研究了Zn-δ-Bi2O3的光催化固氮性能,并考察了Zn的添加量对光催化固氮活性的影响。结果表明,可见光照射3 h, 4wt%Zn-δ-Bi2O3的氨生成量可达301.6μmol·L^–1。采用荧光、光电流、光阻抗等手段探讨了光催化固氮机理,发现掺杂Zn不仅可以促进价带和导带的轨道杂化,拓宽可见光的利用范围,而且可以在δ-Bi2O3表面形成陷阱,降低光生电子和空穴的复合速率,从而提高光催化固氮效率。