Br与I单一调控对卤氧化铋微观结构及光催化性能的影响研究

摘要

本文通过简便的一步法成功合成了溴氧化铋（BOB）与碘氧化铋（BOI）光催化材料。结合XRD、SEM、XPS、DRS等表征手段以及光催化降解性能测试，深入探究了卤素阴离子（Br⁻与I⁻）对材料微观形貌、结构、物理化学性质及光催化性能的调控机制。研究结果表明，I⁻相较于Br⁻具有更大的离子半径、更低的电负性及更高的轨道能级，导致BOI发生晶格膨胀、Bi位点电子密度轻微升高，并显著窄化了光学带隙（1.75 eV vs. 2.70 eV）。能带结构分析表明，BOI具有更负的导带位置和优异的可见光捕获能力，而BOB则具有更正的价带位置和更强的空穴氧化潜力。在可见光条件下，针对有机污染物TC,BOI展现出更优异的光催化降解能力，其伪二级动力学表观速率常数k₂(0.00246 L·mg^–1·min^–1)约为BOB(0.0005867 L·mg^–1·min^–1)的4.2倍，60 min内TC去除率达77.0%，远高于BOB的47.2%。实验结果表明光吸收能力（带隙宽度）是本实验中影响光催化性能差异的关键因素。

关键词

卤氧化铋 / 卤素调控 / 光催化 / 微观结构