BiOBr/g-C_(3)N_(4)S型异质结无H_(2)O_(2)光-自芬顿高效催化降解RhB

摘要

通过焙烧-超声混合法成功地制备了BiOBr/g-C_(3)N_(4)S型异质结复合光催化剂。采用多种表征手段对样品物理属性进行了表征,包括X射线多晶粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)。研究了所制备样品有/无Fe3+的光-自芬顿催化/光催化降解罗丹明B(RhB)性能。通过捕获实验确定了光催化反应中的主要活性物种,提出了光-自芬顿反应的降解机理。研究结果表明,BiOBr/g-C_(3)N_(4)S型异质结能原位生成H_(2)O_(2),添加Fe3+后,H_(2)O_(2)被原位活化成活性物种且光生电流和载流子分离效率获得显著提高。该光-自芬顿过程能高效降解RhB,其反应速率常数为0.208 min-1,约为无Fe3+光催化反应速率常数的5.3倍,在光-自芬顿循环使用过程中表现出良好的稳定性。Fe3+的加入促进了光生电荷的分离和H_(2)O_(2)的活化,超氧阴离子自由基(·O2-)、空穴和羟基是光-自芬顿催化过程中的主要活性物种,且·O2-作用更大。