化学刻蚀法制备BiOBr/Bi₂O₂CO₃异质结及其高效脱除Hg⁰性能

摘要

为增强BiOBr对可见光的利用率和提高其光催化活性，采用简单的化学刻蚀法制备出p-n型BiOBr/Bi₂O₂CO₃异质结光催化剂，并研究其在荧光灯下脱除单质汞（Hg⁰）的性能；采用多种表征技术对光催化剂的物理化学结构属性进行分析，阐明复合物表面或界面处电荷分离和转移的过程。结果表明：所制备Bi₂O₂CO₃-3光催化剂的脱汞效率效果高达95%;SO₂对Bi₂O₂CO₃-3光催化剂脱汞性能抑制明显，但停止通入SO₂后，脱汞性能可以恢复；荧光灯辐照对脱汞效率至关重要；强碱性环境下，过量的OH^-与光照产生的空穴（h⁺）反应，会略微影响BiOBr/Bi₂O₂CO₃的汞脱除性能。研究发现BiOBr和Bi₂O₂CO₃异质结的形成会降低光生电子和空穴的复合，增强光催化能力。机制分析表明，在光催化脱汞过程中，·O₂^-和h⁺为主要活性物种，·OH未参与反应。

关键词

湿法光催化 / BiOBr/Bi₂O₂CO₃ / 单质汞脱除 / p-n型异质结

基金资助

国家自然科学基金项目（51676064）; 河南省自然科学基金项目（232300420082）; 河南理工大学创新科研团队项目（T2020-3）