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无机材料学报 2019年第9期34卷 967-973页

作者：高晓明尚艳岩刘利波聂卫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

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)、... 详细信息

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。

关键词： Zn掺杂 δ-Bi2O3 光催化固氮 2d层状结构

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