BiOCl表面掺杂石墨烯用于可见光下高效光催化胺偶联

摘要

以葡萄糖为碳源制备了碳掺杂BiOCl。碳掺杂剂主要富集于晶体表面或浅层晶格中，部分与氧原子成键。在室温可见光条件下，以分子氧为绿色氧化剂，碳掺杂BiOCl催化苄胺自偶联转化率（>99%）是纯BiOCl的12倍。该掺杂催化剂对胺类底物具有良好官能团耐受性，并表现出晶面依赖的光催化活性。综合表征证实：碳掺杂在晶体原带隙中形成掺杂能级，使BiOCl吸收范围拓宽至可见光区并降低其功函数；同时增强了BiOCl内部电场，其中单层/双层石墨烯为最有效掺杂形态，可捕获经电子-空穴分离后跃迁至高能级的导带电子，从而抑制电子-空穴复合，提高光生载流子分离效率；此外还促进了O₂活化。本研究为光催化剂理性设计及实现高效定向有机转化提供了参考。

关键词

光催化 / 选择性氧化 / 亚胺合成 / 碳掺杂 / 卤氧化铋