微结构优化与GO耦合大幅提高(BiO) 2 CO 3 可见光催化性能

以柠檬酸铋、无水碳酸钠和氧化石墨烯(GO)为原料, 采用一步水热法合成(BiO) 2 CO 3 与GO复合的新型三维(3D)分级结构光催化剂(BOC-GO). 通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、表面积测定、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱对样品进行表征分析. 结果表明, (BiO) 2 CO 3 微球分散在GO薄膜上, 形成了新颖的3D分级结构. 这种特殊的新结构作为光催化剂, 在可见光照射下对ppb级NO(1 ppb=1 μg/m 3 )表现出了大幅增强的可见光催化活性和良好的光化学稳定性, 远高于(BiO) 2 CO 3 以及其他可见光催化剂. BOC-GO优异的活性可归因于3D分级结构与GO的耦合. 一方面 (BiO) 2 CO 3 微球特殊的3D分层结构, 既能诱导入射光产生多次的散射和反射效应, 增加对可见光的捕获利用, 也能促进光催化过程中反应物和中间产物的快速转移和运输, 为催化剂提供更多的活性位点; 另一方面归因于GO自身优越的电子迁移能力, 能够将(BiO) 2 CO 3 的导带电子迅速转移和运输, 从而促进(BiO) 2 CO 3 上电子-空穴对的有效分离. 将光催化剂自身微结构优化与GO耦合是一种大幅提高可见光催化性能的新方法.