一锅法合成缺陷型Bi/BiOBr纳米复合材料及其可见光驱动去除水体六价铬离子和有机染料的研究

摘要

通过调节铋的前驱体与溴化物盐的相对物质的量比,采用简便的一锅溶剂热法制备了具有可调的铋含量和氧空位的Bi/BiOBr纳米复合材料.详细的表征表明,BiOBr表面上的Bi纳米粒子和{110}面上的氧空位是在此过程中同时制造的,以乙二醇(EG)用作溶剂,可将Bi3+还原为金属Bi,并同时形成氧空位.光催化性能表明,Bi/BiOBr纳米复合材料在降解Cr(Ⅵ)和亚甲基蓝(MB)方面表现出优于同类材料的光催化活性,Bi/BiOBr的去除效率高度依赖于Bi的含量和氧空位.在所有制备的样品中,Bi含量为5.0％的样品在4 h可见光照射下表现出最高的光催化活性,其中Cr(Ⅵ)和MB的去除率分别达到97.3％和90.5％.机理研究表明,Bi/BiOBr纳米复合材料具有明显的可见光驱动光活性,归功于氧空位和金属Bi的表面等离子共振(SPR)效应,有助于增强可见光的收集和光生电子-空穴对的分离效率.本工作为Bi含量可控且伴随氧空位形成的异质结构材料的设计提供了一种新方法.