微球状Br掺杂BiOCl复合光催化剂去除单质汞研究
张安超
张景繁
张丹
孙志君
张旭
刘艳雯
郑海坤
河南理工大学 机械与动力工程学院,河南 焦作 454000
摘要：光催化氧化法是治理大气环境汞污染问题的有效手段.目的 为开发低成本的可见光脱汞催化剂,方法 采用一步共沉淀法合成不同溴(Br)含量的BiOBrxCl1-x微球复合材料,在湿法光催化脱汞装置上考察它们在荧光灯辐照下的光催化活性,利用N2 吸附-脱附、XRD、UV-Vis DRS、SEM、HRTEM、XPS和ESR等技术对其结构进行分析,并采用密度泛函理论研究BiOCl和BiOBr之间的电荷转移规律.结果 结果表明,相较于BiOCl和BiOBr,BiOBrxCl1-x复合材料的光催化性能均得到提升,其中BiOBr0.2Cl0.8光催化剂的脱汞效率高达90.3%,较BiOCl提高了50%;与 NO-3 和 SO2-4 相比,Cl-和 CO2-3 对 BiOBr0.2Cl0.8 光催化剂脱汞性能的抑制作用更显著;BiOBr0.2Cl0.8复合材料的比表面积均略高于BiOBr的和BiOCl的,较高的比表面积有利于光催化剂提供较多的活性位;随着Br含量逐渐增加,BiOCl的XRD特征峰强度逐渐减弱,复合材料的光吸收能力有规律地红移,表明BiOBr与BiOCl之间存在较强的相互作用,并非简单的机械混合;与BiOCl相比,BiOBr0.2Cl0.8复合材料的Bi 4f和O 1s均向高结合能方向偏移,表明引入Br影响了BiOCl中Bi和O的存在形态;3种活性物参与了Hg0的氧化脱除过程,其作用由大到小依次为·O-2,h+,·OH.结论 光催化活性的提高主要原因为BiOCl与BiOBr形成了Z型异质结,从而增强了光生电荷的分离.研究结果可为低成本、高效卤氧化铋基脱汞光催化剂的开发提供新思路.
关键词：光催化剂氯氧化铋溴氧化铋单质汞脱除
分类号：X511(大气污染及其防治)
资助基金：国家自然科学基金(51676064)河南省高校科技创新人才资助项目(19HASTIT045)河南理工大学创新型科研团队资助项目(T2020-3)
论文发表日期：2024-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 90-99 )
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