鄒晨濤 張 志 廖文靜 楊水金＊,,2

(1湖北師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，污染物分析與資源化技術(shù)湖北省重點實驗室，黃石 435002)

(2湖北師范大學(xué)先進(jìn)材料研究院，黃石 435002)

0 引 言

半導(dǎo)體光催化技術(shù)因其僅利用太陽能作為能源來降解污染物而被認(rèn)為是一種很有前途的解決環(huán)境污染問題的技術(shù)[1-4]。盡管人們對TiO2[5-8]、ZnO[9-12]和WO3[13-16]等半導(dǎo)體做了大量研究，但這些半導(dǎo)體的光催化效率仍低于商業(yè)化所需的效率。限制效率的因素包括：(1)對太陽光不能完全吸收利用；(2)催化劑的穩(wěn)定性差；(3)快速的電子-空穴復(fù)合速率；(4)緩慢的表面氧化還原反應(yīng)速率[17-18]。總的來說，光生載流子的分離仍然是最復(fù)雜和最關(guān)鍵的問題[19]。光生電子和空穴在體相和光催化劑表面的快速復(fù)合導(dǎo)致電荷分離效率低，從而導(dǎo)致光催化活性較低[20]。最常用的改性手段包括異質(zhì)結(jié)制備、金屬沉積或是非金屬摻雜等都能有效地促進(jìn)表面電荷分離，但體電荷分離的研究進(jìn)展卻相對滯后。近年來，鐵電極化已被證明是提高光催化劑體內(nèi)光生電荷分離的有效手段[21-22]。

極性廣泛存在于非中心對稱(NCS)材料的內(nèi)部，如壓電材料、熱釋電材料、鐵電材料和非線性光學(xué)材料。在NCS材料的晶體結(jié)構(gòu)中，離子或離子群非中心對稱排列在表面的一側(cè)(C+區(qū))產(chǎn)生正電荷，在另一側(cè)(C-區(qū))產(chǎn)生負(fù)電荷，從而產(chǎn)生從C-區(qū)指向C+區(qū)的極化電場[23]。最近，光催化領(lǐng)域科研人員發(fā)現(xiàn)極化電場能夠促進(jìn)光激發(fā)電荷分離。鐵電半導(dǎo)體的應(yīng)用為提高光催化活性提供了一種可行的方法，通過施加永久內(nèi)極化，可以有效地分離光生載流子[24-29]。對于NCS光催化劑，極化電場作為直接驅(qū)動力，可以推動光生電子和空穴分別遷移到C+和C-區(qū)域。這一過程使得光生電荷載流子從本體快速遷移到表面，從而促進(jìn)了相應(yīng)位置的氧化還原反應(yīng)的發(fā)生[30]。Fu等[31]使用固態(tài)反應(yīng)制備了KNbO3樣品，并在不同的電場下將其極化。與未極化的KNbO3相比，極化后的KNbO3樣品對RhB的光催化降解速率顯著提高，活性提高主要?dú)w因于內(nèi)電場的增強(qiáng)。

鐵電陶瓷和鐵電薄膜的極化可以很容易地通過多種電極化技術(shù)來完成，但目前還缺乏成熟的對鐵電納米粒子極化的技術(shù)[32]。極化粉體最簡單的方法是在硅油浴中直接與直流電壓接觸，但這種方法很難保證粉體顆粒的分散性和尺寸的均勻性，這無疑限制了鐵電材料催化活性的提高。因此，新型、無損的方法受到人們的廣泛關(guān)注。近年來，研究人員構(gòu)建了如BaTiO3/PVDF(聚偏氟乙烯)[33]和K0.5Na0.5NbO3-BaTiO3/PVDF[34]等具有高效壓電性質(zhì)的有機(jī)-無機(jī)納米材料復(fù)合薄膜。有機(jī)-無機(jī)復(fù)合薄膜能有效地使無機(jī)納米材料均勻分散在PVDF基質(zhì)中，并形成無聚集且定向的結(jié)構(gòu)。但是，聚偏氟乙烯由于成本高和親水性差等缺點限制了其應(yīng)用。最近，采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)與納米材料構(gòu)建復(fù)合物的方法引起了人們的關(guān)注，這種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料在儲氫、傳感、導(dǎo)電、光催化等領(lǐng)域均有應(yīng)用[35-38]。通過構(gòu)建可溶性有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜也可實現(xiàn)對鐵電納米材料無損、有效地極化。

我們通過對鐵電光催化劑Bi2MoO6和PMMA構(gòu)建的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜材料施加電場極化，來探究鐵電極化手段對Bi2MoO6光催化劑活性提升的影響。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等表征驗證了極化對光催化劑晶型和形貌的影響，通過光致發(fā)光光譜和電化學(xué)測試的手段證明了光催化活性提升的原因。光催化實驗證明鐵電極化可以顯著提高Bi2MoO6對羅丹明B(RhB)和雙酚A(BPA)的可見光光催化降解活性，催化性能提升的原因包括光吸收范圍的拓寬和光生電荷重組率的降低等。這表明這種簡單的電場極化技術(shù)是大規(guī)模制備極化鐵電納米粒子的有效途徑。

1 實驗部分

1.1 催化劑的制備

Bi2MoO6的制 備 ：2 mmol Bi(NO3)3·5H2O 和 1 mmol Na2MoO4·2H2O分別在5 mL乙二醇中攪拌15 min。將上述2種溶液混合在一起，然后緩慢加入20 mL乙醇，繼續(xù)攪拌30 min。將所得溶液轉(zhuǎn)移到45 mL聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓釜中。將高壓釜密封，在160℃下加熱10 h。冷卻至室溫后，收集形成的沉淀物，用去離子水和無水乙醇洗滌數(shù)次，然后在60℃下干燥。

Bi2MoO6鐵電極化步驟：如圖1所示，將0.5 g Bi2MoO6粉末分散于丙酮中，加入PMMA，超聲振蕩、攪拌各15 min。然后將懸濁液旋涂到ITO導(dǎo)電玻璃上并干燥。將載有Bi2MoO6薄膜的ITO玻璃夾在直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極導(dǎo)線夾上，另一片干凈的ITO玻璃夾在正極導(dǎo)線夾上，讓兩片ITO玻璃的導(dǎo)電面與Bi2MoO6薄膜接觸，并用絕緣膠帶在外側(cè)將兩片ITO玻璃固定。使用直流穩(wěn)壓電源對ITO導(dǎo)電玻璃通上15 V直流電，保持一段時間。將ITO玻璃與薄膜放入丙酮中超聲振蕩10 min，離心收集粉末，重復(fù)該清洗步驟3次以完全除去PMMA。在60℃下干燥粉末以獲得極化后的Bi2MoO6。極化時長為1、1.5和2 h的催化劑分別記為BMO-1、BMO-2和BMO-3。

圖1 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜的制備、極化、分離和光催化的示意圖Fig.1 Schematic illustration of preparation,polarization,separation and photocatalysis of organic-inorganic composite film

1.2 光催化性能測試

以羅丹明 B(RhB，10 mg·L-1)和雙酚 A(BPA，10 mg·L-1)為模擬污染物，在可見光照射下對Bi2MoO6樣品進(jìn)行光催化降解實驗。采用帶濾光片的300 W氙氣燈(CEL-HXF 300，北京中教金源有限公司)作為可見光光源(λ＞420 nm)。在石英光化學(xué)反應(yīng)器中加入0.03 g光催化劑與100 mL模擬污染物溶液，混合懸浮液首先在黑暗中磁力攪拌30 min以達(dá)到吸附-脫附平衡。之后將溶液暴露在可見光照射下，在一定的時間間隔內(nèi)，每次取3 mL溶液并通過高速離心(10 000 r·min-1)除去催化劑，然后用紫外可見分光光度計(UV-3010，Hitachi)測試液體的吸光度。

為了檢測光催化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的活性物種，分別將 10 mmol·L-1叔丁醇(TBA)、10 mmol·L-1對苯醌(BQ)和 10 mmol·L-1乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)加入到RhB溶液中作為羥基自由基(·OH)、超氧自由基(·O2-)和空穴(h+)的捕獲劑。

1.3 儀器與表征

用X射線衍射儀(XRD，Bruker D8)對催化劑的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，條件為：Cu靶Kα輻射，波長λ=0.154 06 nm，掃描范圍為10°～70°，工作電壓為40 kV，工作電流為200 mA。采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM，Zeiss Sigma HD)和透射電子顯微鏡(TEM，F(xiàn)EI-Tecnai G2 F20)對催化劑的形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，工作電壓分別為3和200 kV。用X射線光電子能譜儀(XPS，Thermo ESCALAB 250XI)分析了材料的元素組成和化學(xué)價態(tài)。利用壓電響應(yīng)力顯微鏡(PFM，Bruker MultiMode 8)分析了材料的鐵電性。在Agilent Cary 300紫外可見分光光度計上進(jìn)行了200～1 000 nm范圍內(nèi)的紫外可見漫反射光譜(UV-Vis DRS)測試。材料的光致發(fā)光(PL)光譜在Hitachi F-4600分光光度計上以380 nm為激發(fā)波長測量。電化學(xué)測試是在具有標(biāo)準(zhǔn)三電極系統(tǒng)的電化學(xué)分析儀(CHI 660E)上進(jìn)行。將樣品與包含Nafion的乙醇溶液混合，超聲分散后旋涂在氧化銦錫(ITO)導(dǎo)電玻璃上，薄膜的面積為1.0 cm2。包含薄膜的ITO玻璃作為工作電極，對電極和參比電極分別是鉑片電極和Ag/AgCl電極，電解質(zhì)為0.5 mol·L-1Na2SO4溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑的結(jié)構(gòu)和形貌

樣品的XRD圖如圖2所示。Bi2MoO6在10.9°、23.5°、28.3°、32.7°、33.2°、36.1°、46.7°、47.2°、55.5°、56.3°和58.5°處出現(xiàn)11個特征衍射峰，分別對應(yīng)于Bi2MoO6(PDF No.21-0102)的(020)、(111)、(131)、(200)、(060)、(151)、(202)、(062)、(133)、(191)和(262)晶面。各特征衍射峰尖銳且未觀察到雜質(zhì)峰，證實了所制備樣品的高純度和高結(jié)晶度。在極化后Bi2MoO6樣品的13.8°處未觀測到屬于PMMA的無定形結(jié)構(gòu)寬峰，證明極化后Bi2MoO6樣品中的PMMA已被除去[39-40]。極化后的各Bi2MoO6材料(BMO-1、BMO-2和BMO-3)的特征衍射峰依然較為尖銳，與未極化的Bi2MoO6相比，沒有發(fā)現(xiàn)存在明顯差異，說明極化不會對材料的晶型造成破壞。

圖2 Bi2MoO6、BMO-1、BMO-2和BMO-3的XRD圖Fig.2 XRD patterns of Bi2MoO6,BMO-1,BMO-2 and BMO-3 samples

圖3為Bi2MoO6和BMO-2樣品的SEM圖。圖3a顯示Bi2MoO6是由許多2D納米片組成的直徑約為2 μm的層狀微球結(jié)構(gòu)。層狀結(jié)構(gòu)的微球具有更高的比表面積和更有效的光利用率，這是納米層狀結(jié)構(gòu)Bi2MoO6具有較高光催化活性的原因。如圖3b所示，BMO-2催化劑仍然保持了良好的層狀微球結(jié)構(gòu)，說明極化未對形貌造成破壞。如圖4所示，對BMO-2樣品進(jìn)行了EDS-mapping(能量色散光譜映射)測試，證明了BMO-2樣品中包含Bi、Mo、O三種元素。

通過TEM對BMO-2光催化劑的形貌進(jìn)一步進(jìn)行觀測。圖5a顯示BMO-2為納米片自組裝而成的直徑2 μm的層狀微球結(jié)構(gòu)，這與SEM結(jié)果一致。圖5b、c是對BMO-2層狀微球邊緣處進(jìn)一步放大的TEM圖。從圖5c中可以看出，每片2D納米片的厚度約為6 nm。圖5d為BMO-2的高分辨率透射電鏡(HRTEM)圖，圖中可以觀測到間距為0.327 nm的晶格條紋，該晶格間距與Bi2MoO6的(131)面相匹配，證明了BMO-2材料的晶型沒有發(fā)生改變。

通過XPS分析了Bi2MoO6和BMO-2的表面化學(xué)成分和元素的化學(xué)價態(tài)。圖6a中的XPS全譜圖顯示Bi2MoO6和BMO-2含有Bi、Mo、O和C元素。C1s峰來源于外來污染碳。Bi4f的高分辨率XPS譜如圖6b所示，158.2和163.5 eV處的2個峰歸因于Bi3+的Bi4f7/2和Bi4f5/2[41]。231.5和234.7 eV結(jié)合能處的峰分別對應(yīng)于BMO-2中Mo6+的Mo3d5/2和Mo3d3/2[42](圖6c)。如圖6d所示，O1s的峰可以被分成529.1、529.9和530.4 eV處的3個峰，這些峰分別對應(yīng)于BMO-2中的Bi-O、Mo-O和O-H鍵[43]。未極化和極化的2種材料中，Bi和Mo的氧化態(tài)均未檢測到明顯的變化。同時，XRD和SEM中也未發(fā)現(xiàn)存在明顯的變化，證明Bi2MoO6光催化劑在極化過程中具有高穩(wěn)定性。

圖3 Bi2MoO6(a)和BMO-2(b)的SEM圖Fig.3 SEM images of Bi2MoO6(a)and BMO-2(b)

圖4 BMO-2的EDS映射圖譜Fig.4 EDS-mapping images of BMO-2

圖5 BMO-2材料的TEM(a～c)和HRTEM圖(d)Fig.5 TEM(a～c)and HRTEM images(d)of BMO-2 sample

利用壓電響應(yīng)力顯微鏡(PFM)對BMO-2樣品鐵電性進(jìn)行了研究。原子力顯微鏡(AFM)圖(圖7a)表明，樣品的表面足夠光滑，可以進(jìn)行PFM測試。從圖7b中沒有觀察到清晰的鐵電疇，證明BMO-2中存在隨機(jī)極化方向。如圖7c所示，當(dāng)外加偏壓達(dá)到10 V左右時，電滯回線中可以觀測到明顯的極化轉(zhuǎn)換，證明BMO-2具有鐵電性。

圖6 Bi2MoO6和BMO-2的XPS能譜圖:全譜圖 (a)；Bi4f譜圖 (b)；Mo3d譜圖 (c)；O1s譜圖 (d)Fig.6 XPS spectra of Bi2MoO6and BMO-2:Survey(a)；Bi4f(b)；Mo3d(c)；O1s(d)

圖7 BMO-2的AFM圖(a)和PFM振幅圖像(b)；BMO-2的局部PFM振幅電滯回曲線(c)Fig.7 AFM image(a)and PFM amplitude image(b)of BMO-2；Local PFM amplitude hysteresis loops of BMO-2(c)

2.2 光催化性能

通過對Bi2MoO6、BMO-1、BMO-2和BMO-3在可見光照射下降解RhB的效率對比來驗證極化對Bi2MoO6光催化活性的提升。如圖8a所示，在可見光照射50 min時，未極化的Bi2MoO6對RhB的降解率僅為57.6%。經(jīng)過不同時間極化后的Bi2MoO6活性均有所提高，其中BMO-2活性最優(yōu)，相同條件下降解率達(dá)到98.1%。如圖8b所示，BMO-2對RhB的降解速率常數(shù)為Bi2MoO6的5.07倍。

同時，探究了材料對BPA的降解效率。圖9a、b分別為BMO-2和Bi2MoO6材料降解BPA的紫外可見吸收光譜圖。BPA在最大吸收波長277 nm處的峰強(qiáng)隨著光照時間的延長而減弱，說明催化劑對BPA具有較高的降解活性。如圖9c所示，在光照150 min時，Bi2MoO6對BPA的降解率為33.4%，而BMO-2的降解率達(dá)到了79.2%。如圖9d所示，BMO-2對BPA的降解速率常數(shù)為Bi2MoO6的4.16倍。光催化結(jié)果顯示，樣品在外加電場極化1.5 h后的光催化降解活性最高。如果極化時間過短，鐵電疇在外加電場作用下轉(zhuǎn)向不充分，剩余極化過少，導(dǎo)致光催化活性提升不明顯；如果極化時間過長，則可能對催化劑結(jié)構(gòu)造成破壞，導(dǎo)致其光催化降解活性有所下降。

催化劑的穩(wěn)定性是決定其能否應(yīng)用的重要因素之一。如圖10a所示，經(jīng)過4次循環(huán)實驗之后，BMO-2降解RhB的活性沒有明顯的損失。圖10b為循環(huán)實驗前后BMO-2的XRD圖，從圖中可看出特征衍射峰沒有發(fā)生明顯改變，說明極化后的Bi2MoO6催化劑具有較高的光催化穩(wěn)定性。

圖8 催化劑降解RhB曲線(a)及相應(yīng)的速率常數(shù)圖(b)Fig.8 Photocatalytic degradation curves of RhB(a)and corresponding rate constant of the catalysts(b)

圖9 Bi2MoO6(a)和BMO-2(b)降解BPA的紫外可見吸收光譜圖；催化劑降解BPA曲線(c)及相應(yīng)的速率常數(shù)圖(d)Fig.9 UV-Vis absorption spectra of Bi2MoO6(a)and BMO-2(b)for degradation of BPA；Photocatalytic curves of BPA(c)and corresponding rate constant of the catalysts(d)

圖10 BMO-2降解RhB的循環(huán)實驗(a)；循環(huán)實驗前后的XRD圖(b)Fig.10 Cycling performance for the photocatalytic degradation of RhB over Bi2MoO6under visible light irradiation(a)；XRD patterns before and after cycling experiment(b)

2.5 光催化機(jī)理

為了測定Bi2MoO6和極化后光催化劑的光學(xué)性能，對其進(jìn)行UV-Vis DRS測試。如圖11a所示，Bi2MoO6的吸收邊約為460 nm，表明其具有窄的帶隙。隨著極化時間的增長，極化后材料的吸光能力在420～800 nm范圍內(nèi)的吸收強(qiáng)度逐漸增大。吸光強(qiáng)度增大可能是光催化活性提高的原因之一。另外，Bi2MoO6和BMO-2的禁帶寬度由Kubelka-Munk函數(shù)計算[44]：

式中，α、h、ν和A分別表示吸收系數(shù)、普朗克常數(shù)、光頻率和常數(shù)。n值與半導(dǎo)體的特性有關(guān)，當(dāng)半導(dǎo)體為直接帶隙半導(dǎo)體時，n值為1；當(dāng)半導(dǎo)體為間接半導(dǎo)體時，n值為4。Bi2MoO6是直接帶隙半導(dǎo)體，故n=1[45]。因此，Bi2MoO6和BMO-2的帶隙分別為2.38和2.31 eV(圖11b)，極化后Bi2MoO6的帶隙略微變窄。為了分析Bi2MoO6和BMO-2的能帶結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行了VB-XPS測試，如圖11b內(nèi)插圖所示。Bi2MoO6和BMO-2的價帶(VB)電位分別為2.20和2.14 eV。結(jié)合UV-Vis DRS計算的2個材料的帶隙寬度，可以得出Bi2MoO6和BMO-2的導(dǎo)帶(CB)電位分別為-0.18和-0.17 eV。極化后材料的導(dǎo)帶電位幾乎沒有改變，但價帶電位略微減小，這是導(dǎo)致BMO-2帶隙變窄的原因。

圖11 Bi2MoO6、BMO-1、BMO-2和BMO-3的UV-Vis DRS(a)；BMO和BMO-2的(αhν)2-hν曲線 (b)及Bi2MoO6和BMO-2的VB-XPS譜圖(插圖)Fig.11 UV-Vis DRS of Bi2MoO6,BMO-1,BMO-2 and BMO-3(a)；Plots of(αhν)2versus hν for BMO and BMO-2(b),and VB-XPS of Bi2MoO6and BMO-2(insert)

圖12 Bi2MoO6和BMO-2的PL圖譜Fig.12 PL spectra of Bi2MoO6and BMO-2

圖13 Bi2MoO6和BMO-2的瞬態(tài)光電流響應(yīng)(a)和電化學(xué)阻抗圖譜(b)Fig.13 Transient photocurrent responses for Bi2MoO6and BMO-2 under visible light irradiation(λ＞400 nm)(a)；Electrochemical impedance spectra of Bi2MoO6and BMO-2(b)

眾所周知，電荷分離和轉(zhuǎn)移效率是決定光催化劑效率的關(guān)鍵因素。催化劑的電荷分離和轉(zhuǎn)移效率可以通過光致發(fā)光、瞬態(tài)光電流響應(yīng)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)測試來研究。圖12和圖13a、b分別顯示了Bi2MoO6和BMO-2樣品的光致發(fā)光光譜、瞬態(tài)光電流響應(yīng)和電化學(xué)阻抗譜。一般來說，較低的熒光強(qiáng)度意味著電子和空穴的分離效率較高[46-47]。從圖12可以看出，BMO-2的熒光強(qiáng)度低于Bi2MoO6。因此，鐵電極化可以提高光生載流子的分離和轉(zhuǎn)移速率。從圖13a可以看出，BMO-2比Bi2MoO6具有更高的光電流響應(yīng)強(qiáng)度，這表明Bi2MoO6經(jīng)過極化后，光生載流子的復(fù)合速率受到了有效的抑制[48]。在EIS中，圓弧半徑與光生載流子轉(zhuǎn)移效率密切相關(guān)[49]。如圖13b所示，BMO-2樣品的弧半徑小于Bi2MoO6，這意味著BMO-2樣品的電阻更小，更利于光生載流子的遷移。以上表征共同證明了Bi2MoO6經(jīng)過極化后，光生電子和空穴的傳輸和分離效率大大增加，這是極化提高Bi2MoO6光催化活性的主要原因。

鑒定在光催化體系中的主要活性物種對于研究光催化機(jī)理具有參考價值。采用EDTA-2Na、TBA和BQ分別作為h+、·OH和·O2-的捕獲劑，以此探究自由基對光催化反應(yīng)的影響，結(jié)果如圖14所示。加入TBA和BQ時對于光催化活性有一定的抑制作用，相比之下，添加EDTA-2Na后，明顯抑制了RhB的降解，這表明h+在光催化降解過程中起主要作用。

圖14 BMO-2在不同捕獲劑存在下可見光降解RhB的活性Fig.14 Photodegradation of RhB on BMO-2 in the presence of different scavengers

基于以上的表征分析，對極化后的Bi2MoO6提出了一種可能的光催化機(jī)理(圖15)。光催化活性提升的原因歸因于內(nèi)部電場的增強(qiáng)。未極化的Bi2MoO6的內(nèi)電場的鐵電疇是無序、分布不均勻的，光生載流子非常容易發(fā)生體內(nèi)復(fù)合。當(dāng)外加電場極化Bi2MoO6時，Bi2MoO6的鐵電疇趨于有序，極化方向趨于同一方向，表面一側(cè)(C+區(qū))產(chǎn)生正電荷，在另一側(cè)(C-區(qū))產(chǎn)生負(fù)電荷，從C-區(qū)指向C+區(qū)的極化電場推動e-和h+分別遷移到C+和C-區(qū)域。這一過程促使光生電荷載流子快速從體內(nèi)遷移至表面，提高和延長了光生載流子的分離效率和壽命，導(dǎo)致光催化活性的提升。Bi2MoO6的CB電位比O2/·O2-(0.28 eV vs NHE)的標(biāo)準(zhǔn)電位更負(fù)，這表明光生電子很容易將O2還原為·O2-[50]。然而，Bi2MoO6的 VB 電位下的空穴不能氧化水生成·OH，因為Bi2MoO6的標(biāo)準(zhǔn)電勢相對 H2O/·OH 的標(biāo)準(zhǔn)電勢(2.68 eV vs NHE)更負(fù)，所以·O2-進(jìn)一步氧化H2O產(chǎn)生·OH。h+、·O2-和·OH氧化RhB或者BPA分子最終生成CO2和H2O，從而達(dá)到降解污染物的效果。

圖15 BMO-2光催化劑降解污染物可能的機(jī)理Fig.15 Possible photocatalytic mechanism for photodegradation of pollutants over the BMO-2 photocatalyst

3 結(jié) 論

總之，采用鐵電極化的方法獲得了更高光催化活性的Bi2MoO6催化劑。通過調(diào)節(jié)極化的時間，得到了具有最佳光催化性能的Bi2MoO6光催化劑。與未極化的Bi2MoO6相比，BMO-2的光催化降解活性有明顯提高。鐵電極化Bi2MoO6光催化活性的提高可歸結(jié)為：(1)極化擴(kuò)大了光譜響應(yīng)范圍，提高了光吸收能力；(2)極化提高了催化劑體內(nèi)和表面的光生電子-空穴對的分離和轉(zhuǎn)移速率。本工作將為開發(fā)新型的鐵電極化光催化劑提供研究思路。