宋繼梅，朱婉蓉，楊 捷，裴澤平，徐嘉宋，王超凡，劉 聰

(安徽大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，安徽 合肥 230601)

在過(guò)去的幾十年里，工業(yè)的快速發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染.藥物被認(rèn)為是一種新興的有機(jī)污染物，經(jīng)常出現(xiàn)在污水處理廠和醫(yī)院徑流中[1-2].四環(huán)素(tetracycline, 簡(jiǎn)稱(chēng)TC)是最常見(jiàn)的藥物污染物之一，已被廣泛用于治療細(xì)菌性疾病[3-5].然而，人類(lèi)或動(dòng)物只能夠吸收和代謝少量的TC，其余的TC則從體內(nèi)排放到水生環(huán)境中.在地下水和地表水中均檢測(cè)出TC，濃度在μg·L-1和ng·L-1范圍[6-7].TC在環(huán)境中的殘留嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的健康和生態(tài)系統(tǒng)[8]，研究TC在環(huán)境中的處理技術(shù)顯得尤為重要.然而，由于TC具有難以生物降解和富集的特點(diǎn)，通常的生物降解和物理吸附方法都很難將TC從水環(huán)境中完全去除[9-10].

半導(dǎo)體光催化技術(shù)具有綠色、無(wú)二次污染、成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是緩解環(huán)境問(wèn)題的有效方法之一[11-12].在各種光催化劑中，BiOBr因其合適的帶隙(2.6～2.8 eV)、較高的穩(wěn)定性和獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)而備受關(guān)注[13-14].BiOBr由[Bi2O2]2+層和交錯(cuò)Br-雙板組成，層與層之間通過(guò)范德華力結(jié)合，這種層狀結(jié)構(gòu)有利于光生電子-空穴對(duì)的界面轉(zhuǎn)移.然而，其太陽(yáng)能的利用率和電子-空穴的分離率[16]較低，使BiOBr的應(yīng)用受到了限制.

Ag/AgBr基納米材料是一類(lèi)新型的等離子體光催化劑，是降解有機(jī)污染物[17]的優(yōu)良光催化材料.一方面，AgBr因其優(yōu)異的光敏性和合適的能帶隙而在光催化領(lǐng)域得到了廣泛的研究[18-19]；另一方面，由于銀的表面等離子體共振效應(yīng)，使得其光催化劑的光響應(yīng)、電荷轉(zhuǎn)移和光催化活性得到顯著提高[3，20].因此，Ag/AgBr基光催化劑在可見(jiàn)光照射下具有較高的光催化活性和較強(qiáng)的穩(wěn)定性.然而，Ag/AgBr在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些困難，如光輻照下的光腐蝕、光生電子與空穴的快速?gòu)?fù)合等問(wèn)題[21].研究表明，由兩種或兩種以上不同半導(dǎo)體組成的異質(zhì)結(jié)體系可以抑制光生電子-空穴的復(fù)合，提高材料的光催化活性[22].因此，由BiOBr、AgBr和金屬Ag組成的復(fù)合光催化劑引起了學(xué)者的關(guān)注.例如，Li及其同事[23]報(bào)道了利用微波輔助溶劑熱法和原位光輔助還原方法成功制備的Ag/AgBr/BiOBr微球，在可見(jiàn)光照射下3.5 h降解了96%的對(duì)硝基苯酚.Gupta等[24]采用化學(xué)沉淀法，將Bi(NO3)3、冰醋酸、KBr和AgNO3的混合溶液攪拌15 h，獲得的沉淀干燥后在450 ℃下煅燒1 h，合成了Ag/AgBr/BiOBr微板，合成的Ag/AgBr/BiOBr作光催化劑，90 min內(nèi)對(duì)左氧氟沙星的降解率達(dá)到74%.然而，上述復(fù)合催化劑的構(gòu)建費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且光催化活性仍然較低.

筆者在80 ℃水浴條件下，采用簡(jiǎn)單沉淀法制備了系列不同復(fù)合比的Ag/AgBr/BiOBr，將所得復(fù)合物在可見(jiàn)光照射下催化降解四環(huán)素(TC)，其表現(xiàn)出較高的降解效率.其中，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr光催化降解四環(huán)素的反應(yīng)速率常數(shù)最高(k= 0.200 min-1)，僅在24 min內(nèi)降解率就達(dá)到100%.根據(jù)活性物種捕獲實(shí)驗(yàn)和光催化劑的能帶結(jié)構(gòu)，提出了可能的光催化反應(yīng)機(jī)制.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 光催化劑的制備

1.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑

實(shí)驗(yàn)試劑：Bi(NO3)3·5H2O、AgNO3、NaBr、C6H8O7、Na2SO4、四環(huán)素(TC)、羅丹明B，均為分析純，使用前沒(méi)有進(jìn)行進(jìn)一步純化.

實(shí)驗(yàn)儀器：電子天平(FA054N)，上海精密科學(xué)儀器有限公司；超聲清洗器(JL-145DT)，上海超聲儀器有限公司；恒溫磁力攪拌器(901-2)，上海滬西儀器優(yōu)先公司；臺(tái)式離心機(jī)(TAL80-2B)，上海安亭科學(xué)儀器廠；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHSG-9053A)，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；X射線衍射儀(XD-3)，北京普析通用儀器有限公司；X射線光電子能譜(AXIS Ultra X)、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-3600)，日本島津公司；掃描電子顯微鏡(HITACHIS-4800)，日本HITACHI公司；氙燈(PLS-SEX300/300UV)，北京泊菲萊科技有限公司.

1.1.2 Ag/AgBr, BiOBr, Ag/AgBr/BiOBr的制備

稱(chēng)取5.0 mmol Bi(NO3)3·5H2O和2.5 mmol一水合檸檬酸溶于50.0 mL蒸餾水中，劇烈攪拌.將10.0 mL NaBr溶液加入上述溶液中，室溫下磁力攪拌30 min.80 ℃水浴條件下，緩慢滴加10.0 mL的AgNO3溶液，連續(xù)攪拌2 h.將得到的白色沉淀，離心收集，用去離子水和無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌3次.最后，將得到的Ag/AgBr/BiOBr粉末在60 ℃下干燥12 h.

通過(guò)加入不同量的AgNO3和NaBr，制備了不同復(fù)合比例的Ag/AgBr/BiOBr.Ag/AgBr的摩爾比為5%，10%，20%，25%，分別記為1∶20 Ag/AgBr/BiOBr,1∶10 Ag/AgBr/BiOBr,1∶5 Ag/AgBr/BiOBr,1∶4 Ag/AgBr/BiOBr.

此外，采用類(lèi)似的方法制備了Ag/AgBr,BiOBr,AgBr/BiOBr(避光).

1.2 光催化劑的表征

采用Cu-Kα(λ=0.154 06 nm)輻射的X射線衍射(XRD)研究了光催化劑的晶體結(jié)構(gòu)，以3°/min的掃描速度對(duì)所有樣品進(jìn)行了5～ 90°的掃描.用X射線光電子能譜(XPS)分析產(chǎn)物的化學(xué)組成和價(jià)態(tài).通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)觀察樣品的形貌和尺寸.用Brunauer-Emmett-Teller (BET)法測(cè)定樣品的表面積.以BaSO4為基準(zhǔn)，在200～ 800 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)檢測(cè)催化劑的紫外-可見(jiàn)漫反射光譜(DRS).

光電化學(xué)測(cè)量在電化學(xué)工作站(RST5000F)上進(jìn)行.0.5 mol·L-1Na2SO4溶液(pH=6.8)作為電解質(zhì)，鉑電極、ITO玻璃(15 mm× 15 mm× 1.1 mm) 電極和Ag/AgCl電極分別作為對(duì)電極、工作電極和參比電極.工作電極的制備如下：將相同質(zhì)量的合成樣品超聲分散到含少量萘酚的乙醇中，均勻地涂覆在ITO玻璃導(dǎo)電側(cè)，室溫下烘干，得到工作電極.在0～1.6 V電勢(shì)范圍內(nèi)進(jìn)行線性掃描伏安(LSV)和瞬態(tài)光電流測(cè)試(I-t)，掃描速率為100 mV·s-1.

1.3 光催化降解實(shí)驗(yàn)

通過(guò)光催化降解TC，評(píng)價(jià)Ag/AgBr，BiOBr，Ag/AgBr/BiOBr的光催化活性.將0.05 g光催化劑分散到50.0 mL模擬污染物溶液(10 mg·L-1)中，在黑暗條件下攪拌30 min，達(dá)到吸附-解吸平衡.然后，用裝有截止濾光片的300 W氙燈(λ≥400 nm) 照射.每隔一定時(shí)間收集3 mL溶液，離心獲得上清液，用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)進(jìn)行分析.降解率計(jì)算公式如下

D%=(c0-ct)/c0×100%，

(1)

其中:c0為初始TC溶液的濃度，ct為光照t時(shí)間后TC溶液的濃度.

2 結(jié)果與討論

2.1 光催化劑的表征

通過(guò)X射線衍射(XRD)分析得到所制備的光催化劑的晶體結(jié)構(gòu)和物相，結(jié)果如圖1所示.

圖1 合成光催化劑的XRD衍射圖譜

圖1中，BiOBr的衍射峰標(biāo)記為“◆”，與四方相BiOBr標(biāo)準(zhǔn)卡片(pdf# 09-0393)匹配良好.2θ= 10.91，21.91，25.16，31.7，32.22，39.38，46.21，50.67，53.37，57.12，76.69°處的衍射峰分別對(duì)應(yīng)于BiOBr的(001)，(002)，(101)，(102)，(110)，(112)，(200)，(104)，(211)，(212)，(310)晶面.Ag/AgBr的衍射峰位于2θ=26.73，30.96，44.35，55.06，64.48，73.31，81.60°(標(biāo)有“”)處，分別對(duì)應(yīng)于AgBr的(111)，(200)，(220)，(222)，(400)，(420)，(422)晶面.在制備的Ag/AgBr/BiOBr復(fù)合物中未發(fā)現(xiàn)其他雜質(zhì)峰.值得注意的是，與BiOBr的XRD衍射花樣相比，復(fù)合樣品中的(001)面衍射峰強(qiáng)度明顯增大，表明BiOBr的(001)晶面高度暴露.據(jù)報(bào)道[24]，晶體內(nèi)部靜電場(chǎng)沿BiOX(X = F, Cl, Br)的(001)方向分布，可以促進(jìn)光生電子-空穴對(duì)的分離，而(001)晶面暴露的高密度氧有利于反應(yīng)物或污染物的吸附[25-27].不難推測(cè)，復(fù)合光催化劑將具有較強(qiáng)的光催化活性.然而，復(fù)合物中并沒(méi)有出現(xiàn)明顯的Ag0衍射峰，這可能與Ag/AgBr/BiOBr異質(zhì)結(jié)構(gòu)中Ag0的含量較低或分散程度較高有關(guān)[28].

為了檢測(cè)Ag0的存在，對(duì)1∶5 Ag/AgBr/BiOBr樣品進(jìn)行了XPS分析，結(jié)果如圖2所示.

圖2 1∶5 Ag/AgBr/BiOBr (a)，Ag 3d (b)，Br 3d (c)和Bi 4f (d)的XPS譜圖

圖2(a)為XPS總譜，顯示有Br，Bi，C，Ag，O元素的存在(C 1s峰可能歸因于空氣中的碳元素).從圖2(b)可以看出，Ag 3d5/2和Ag 3d3/2的峰都較寬，表明Ag元素存在不同的氧化態(tài)[29].通過(guò)分峰處理，結(jié)合能為368.1 eV和374.2 eV處的峰歸屬于Ag0， 367.7 eV和373.7 eV處的峰對(duì)應(yīng)于AgBr的Ag+[30].顯然，Ag/AgBr/BiOBr樣品中存在金屬Ag.

進(jìn)一步，對(duì)1∶5 AgBr/BiOBr樣品進(jìn)行了XPS分析(圖3(a)).根據(jù)Zhu等[30]給出的方法，將1∶5 AgBr/BiOBr(圖3(a))減去1∶5 Ag/AgBr/BiOBr(圖2(b))得到圖3(b).從圖3(b)可見(jiàn)， 368.1 eV和374.2 eV處有2個(gè)明顯的峰，表明1∶5 Ag/AgBr/BiOBr復(fù)合物中存在Ag0.這一結(jié)果進(jìn)一步證明了合成的復(fù)合物中有Ag0存在[31].

此外，圖2(c)中結(jié)合能68.1 eV和69.3 eV，分別歸屬于Br 3d5/2和Br 3d3/2峰，證實(shí)了Br-的存在[32].Bi 4f光譜的結(jié)合能位于159.1 eV和164.4 eV(圖2(d))，分別對(duì)應(yīng)于Bi 4f7/2和Bi 4f5/2，說(shuō)明Bi元素是以Bi3+形式存在的[33].

圖3 1∶5 AgBr/BiOBr的Ag 3d光譜(a)，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr減去1∶5 AgBr/BiOBr后的Ag 3d光譜(b)

利用掃描電鏡觀察了Ag/AgBr，BiOBr，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr的形貌，結(jié)果如圖4所示.從圖4(a)～(b)可以看出，Ag/AgBr為表面光滑的不規(guī)則球形顆粒.結(jié)合SEM(圖4(c)～(d))和TEM(圖5(a))觀察發(fā)現(xiàn)，BiOBr呈現(xiàn)出尺寸不一的納米片結(jié)構(gòu).由圖4(e)～(f)可以看出，Ag/AgBr/BiOBr復(fù)合材料由納米片和球狀顆粒組成.通過(guò)高分辨透射電鏡(HRTEM)可看出，圖5(b)的晶格條紋 (d= 0.28 nm)可以對(duì)應(yīng)BiOBr的(110)晶面，而晶格間距d=0.23，0.28 nm屬于Ag0的(111)晶面和AgBr的(200)晶面[20, 32]，證明了Ag0的存在.因此，Ag/AgBr/BiOBr (圖4(e)～(f))中的小顆?？赡軐儆贏gBr和Ag0，納米片為BiOBr.結(jié)合XRD，XPS，SEM，TEM，HR-TEM的分析結(jié)果，可以認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)成功合成了Ag/AgBr/BiOBr復(fù)合光催化劑.

圖4 Ag/AgBr(a,b)，BiOBr(c,d)和1∶5 Ag/AgBr/BiOBr(e,f)的掃描電鏡照片

圖5 1∶5 Ag/AgBr/BiOBr的TEM(a)和HR-TEM(b)照片

2.2 光催化降解污染物的性質(zhì)

四環(huán)素是一類(lèi)廣譜抗菌藥，主要由4個(gè)六元環(huán)組成，包括二甲胺(-N(CH3)2)、酰胺(-CONH2)和酚羥基3個(gè)官能團(tuán).由于其獨(dú)特的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，四環(huán)素很難被完全降解.目前，有關(guān)Ag/AgBr/BiOBr降解TC的研究很少.筆者在可見(jiàn)光照射下使用不同催化劑對(duì)TC進(jìn)行光降解，以評(píng)價(jià)所制備樣品的光催化活性，結(jié)果如圖6所示.

由圖6可以看出，BiOBr和Ag/AgBr樣品表現(xiàn)出較低的光降解活性，30 min內(nèi)分別降解了86%和78% 的TC.然而，所有的復(fù)合樣品顯示了較高的光催化活性，降解率分別為88% (1∶20 Ag/AgBr/BiOBr)，95% (1∶10 Ag/AgBr/BiOBr)和96% (1∶4 Ag/AgBr/BiOBr)，當(dāng)Ag/AgBr/BiOBr的負(fù)載比為20% (1∶5 Ag/AgBr/BiOBr)時(shí)，復(fù)合材料的光催化性能最高，僅僅24 min TC就被完全降解.

當(dāng)BiOBr上負(fù)載較少Ag/AgBr時(shí)，復(fù)合光催化劑對(duì)太陽(yáng)光的利用率較低，產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)相對(duì)較少，體系中相應(yīng)的活性物種較少，光催化活性較低，光催化降解率與BiOBr相近.反之，過(guò)多的Ag/AgBr復(fù)合也導(dǎo)致TC降解速率降低，可能是由于過(guò)多的Ag/AgBr會(huì)在BiOBr表面聚集，對(duì)太陽(yáng)光的吸收利用和電荷的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生不利影響[34].因此，只有在BiOBr上負(fù)載合適量的Ag/AgBr，才能獲得最佳的光催化效果.此外，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr對(duì)羅丹明B(RhB)的光催化降解也顯示出高效的催化活性 (圖6(c))，僅在6 min內(nèi)RhB就被完全降解.

為了解TC光降解過(guò)程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)行為，應(yīng)用Langmuir-Hinshelwood一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行擬合

ln(c0/ct)=k·t，

(2)

其中：c0和ct分別為t=0和t時(shí)刻的TC濃度，k為動(dòng)力學(xué)常數(shù).ln(c0/ct)隨時(shí)間的變化曲線如圖6(b)所示，顯示光催化降解TC的過(guò)程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型.計(jì)算得1∶20 Ag/AgBr/BiOBr，1∶10 Ag/AgBr/BiOBr，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr，1∶4 Ag/AgBr/BiOBr體系的表觀速率常數(shù)分別為0.06，0.13，0.20，0.114 min-1，Ag/AgBr和BiOBr體系的表觀速率常數(shù)分別為0.052 ，0.065 min-1.結(jié)果表明，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr光催化降解TC的速率最快，是一種降解TC的高效光催化劑.

圖6 不同催化劑對(duì)TC和RhB的光降解速率曲線(a,c)和一級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合曲線(b,d)

2.3 催化劑的光電性能

Ag/AgBr,BiOBr,1∶5 Ag/AgBr/BiOBr的紫外可見(jiàn)漫反射測(cè)試結(jié)果如圖7所示.

圖7 Ag/AgBr，BiOBr和1∶5 Ag/AgBr/BiOBr的紫外可見(jiàn)漫反射光譜(a)和帶隙轉(zhuǎn)換圖(b)

由圖7可以看到，BiOBr的可見(jiàn)光響應(yīng)范圍較窄，吸收邊緣在445.6 nm左右，Ag/AgBr表現(xiàn)出相對(duì)較強(qiáng)和較寬的吸收，可能緣于金屬Ag的表面等離子體吸收[35].采用經(jīng)典的Tauc方法，根據(jù)給定的方程估計(jì)合成樣品的能帶隙

(αhν)0.5=A(hν-Eg)，

(3)

其中：α，h，ν，A，Eg分別為吸收系數(shù)、普朗克常數(shù)、光頻率、常數(shù)、帶隙.計(jì)算出Ag/AgBr,BiOBr,1∶5 Ag/AgBr/BiOBr對(duì)應(yīng)的帶隙(Eg)分別為2.38，2.89，2.67 eV.

考慮到所制備樣品的載流子運(yùn)輸和電子-空穴分離效率對(duì)其光催化活性有重要影響，采用瞬態(tài)光電流測(cè)量和線性掃描伏安法(LSV)對(duì)合成的催化劑進(jìn)行了測(cè)試,結(jié)果如圖8所示.

圖8 Ag/AgBr，BiOBr和1∶5 Ag/AgBr/BiOBr的瞬態(tài)光電流響應(yīng)圖(a)和線性掃描伏安圖(b)

圖8(a)顯示，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr樣品的光電流密度最高，表明光生電子-空穴對(duì)的重組率最低，即電子-空穴對(duì)分離效率最高[16].線性掃描伏安法的測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步支持這一結(jié)論.當(dāng)施加1.5 V的電位時(shí)，復(fù)合物具有最大的電流密度(圖8(b)).Ag/AgBr/BiOBr樣品的曲線斜率最大，表明其產(chǎn)生的光電子濃度最高[36]，體系產(chǎn)生了最大的光電流.

眾所周知，催化劑較大的比表面積通常含有豐富的活性位點(diǎn)，有利于污染物分子吸附和反應(yīng)，對(duì)提升其光催化活性極為有利[37].通過(guò)氮?dú)馕?脫附等溫線來(lái)評(píng)價(jià)所制備樣品的比表面積.由圖9(a)可知，BiOBr和1∶5 Ag/AgBr/BiOBr催化劑的等溫線為H3滯回，IV型等溫線，表明存在介孔結(jié)構(gòu)[38].樣品的孔徑分布曲線如圖9(b)所示，BiOBr孔徑尺寸為2.38 nm，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr孔徑為3.87 nm.Ag/AgBr，BiOBr，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr的比表面積分別為0.544，8.952，18.636 m2·g-1.顯然，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr的高比表面積和廣闊的介孔結(jié)構(gòu)可以提供更多的活性位點(diǎn)，光催化活性最高，對(duì)CT的降解最快.

圖9 Ag/AgBr，BiOBr和1∶5 Ag/AgBr/BiOBr的N2吸附解吸等溫線(a)和孔徑分布曲線(b)

2.4 光催化反應(yīng)機(jī)制

圖10 不同活性物種對(duì)1∶5Ag/AgBr/BiOBr復(fù)合物光催化降解TC的影響

為了解釋TC的光催化降解機(jī)制，必須確定制備樣品的導(dǎo)帶(CB)和價(jià)帶(VB)的位置.據(jù)報(bào)道，導(dǎo)帶(CB)和價(jià)帶(VB)的位置可以用下列公式[16]計(jì)算

ECB=χ-Ee-0.5Eg，

(4)

EVB=ECB+Eg，

(5)

其中：ECB，EVB分別為導(dǎo)帶和價(jià)帶的帶隙位置，χ為半導(dǎo)體的電負(fù)性，AgBr和BiOBr的原子平均電負(fù)性值分別為5.8和6.17[39-40]；Ee為氫尺度上自由電子的能量(約4.5 eV)[41]；Eg為半導(dǎo)體的帶隙能量.通過(guò)紫外-可見(jiàn)漫反射分析，測(cè)定了AgBr和BiOBr的帶隙能分別為2.38，2.89 eV.根據(jù)上述公式，計(jì)算出AgBr和BiOBr的導(dǎo)帶分別為0.11 eV和0.23 eV.

考慮到復(fù)合物與單純化合物的性能有所不同，對(duì)AgBr和BiOBr進(jìn)行Mott-Schottky測(cè)試，結(jié)果如圖11所示.

圖11 AgBr 和BiOBr的莫特-肖特基曲線

理論上，Mott-Schottky曲線的正斜率表明AgBr和BiOBr是n型半導(dǎo)體.一般情況下，n型半導(dǎo)體的導(dǎo)帶底部接近平帶電位(Efb)[42].圖1所示，AgBr和BiOBr的平帶電位分別為-0.18 V和-0.14 V(vs .Ag/AgCl).由公式(6)可知，AgBr和BiOBr相對(duì)于可逆氫電極(RHE)的導(dǎo)帶電勢(shì)分別約為0.02 eV和0.06 eV.

E(RHE)=E(Ag/AgCl)+0.059(pH)+E0(Ag/AgCl).

(6)

顯然，異質(zhì)結(jié)形成后，AgBr和BiOBr的帶隙位置發(fā)生了變化.據(jù)此，筆者給出了Ag/AgBr/BiOBr光催化降解TC可能的反應(yīng)機(jī)制示意圖(圖12).

圖12 可見(jiàn)光下Ag/AgBr/BiOBr光催化降解TC反應(yīng)機(jī)制示意圖

2.5 Ag/AgBr/BiOBr的循環(huán)穩(wěn)定性

光催化劑的穩(wěn)定性和可重復(fù)利用性是決定其工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的關(guān)鍵因素，復(fù)合光催化劑的穩(wěn)定性通過(guò)循環(huán)光催化實(shí)驗(yàn)得到證實(shí)，結(jié)果如圖13所示.

圖13 1∶5 Ag/AgBr/BiOBr光催化降解TC的5次循環(huán)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖13可知，經(jīng)過(guò)5次循環(huán)后，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr仍能保持86%的高降解效率.此外，圖14顯示了反應(yīng)前和反應(yīng)后的1∶5 Ag/AgBr/BiOBr經(jīng)過(guò)5次循環(huán)后的XRD譜圖和XPS譜圖，反應(yīng)前后的峰匹配良好.因此，1∶5 Ag/AgBr/BiOBr表現(xiàn)出良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，是一種潛在的高效降解TC的催化劑.

圖14 新鮮制備和5次循環(huán)后1∶5Ag/AgBr/BiOBr的XRD衍射花樣(a)和XPS圖譜(b)

3 結(jié)束語(yǔ)