石墨烯-铋系氧化物复合光催化材料

当前环境和能源问题越来越突出,以TiO2为代表的半导体光催化剂能够有效利用太阳能,为解决这方面问题提供了可能,其中铋系氧化物具有较高的可见光催化活性,近年来受到广泛关注。石墨烯是2004年发现的一种新型二维碳纳米材料,利用石墨烯优良的导电性能和较高的比表面积使之与铋系氧化物复合,从而提高铋系氧化物的光催化性能,是当前光催化研究领域的热点之一。相较于离子掺杂、半导体复合,它能够避免在铋系氧化物内部形成新的缺陷(光生电子空穴复合中心)。阐述了石墨烯在增强铋系氧化物光催化性能方面的最新研究进展和成果,综述了石墨烯复合对铋系氧化物的影响,即石墨烯的复合会使铋系氧化物吸光性增强,比表面积增加,光生电流增强,且光催化效率与石墨烯负载量之间存在极值关系;分析了石墨烯与铋系氧化物之间的化学键对其光催化性能的影响。最后,从石墨烯-铋系氧化物的制备、化学键合作用等方面展望了其发展趋势。     

Bi2O2CO3/PPy界面氧空位构建及其可见光下NO氧化机理研究

半导体光催化技术具有低能耗和环境友好等优点,在众多氮氧化物去除技术中具有较大的发展潜力。本研究在室温下成功制备了碳酸氧铋(Bi2O2CO3,BOC)/聚吡咯(PPy)光催化剂,并在可见光下对一氧化氮(NO)进行光催化氧化去除。可见光催化NO氧化性能测试结果表明, BOC复合PPy之后,其NO去除率从9.4%提高到20.4%,毒副产物NO2的生成率从2%降到接近零。这是因为在BOC和PPy界面氢键作用下,在BOC和PPy界面形成了氧空位。光电流和交流阻抗测试表明氧空位的形成改善了BOC光生载流子分离和迁移过程,从而提高其光催化活性。此外, BOC/PPy光催化氧化NO机理分析表明,氧空位促进O2生成更多的·O2-,进而与·OH共同作用,提高BOC的NO氧化反应活性和安全性。