Ce摻雜碘氧鉍光催化劑的催化性能研究

Ce摻雜碘氧鉍光催化劑的催化性能研究摘要:光催化技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染治理和能源轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域。本文以Ce摻雜碘氧鉍光催化劑的催化性能研究為切入點(diǎn)，對(duì)其催化活性、穩(wěn)定性及機(jī)制進(jìn)行了深入探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ce摻雜可以顯著提高碘氧鉍光催化劑的光電轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)提高其抗光腐蝕性和穩(wěn)定性。催化劑表面Ce3+和Ce4+的存在使其具備更好的光吸收性能和光生電子注入能力，增強(qiáng)了空穴與光生電子對(duì)的分離效果，從而有效提高了催化劑的催化活性。此外，Ce摻雜還可以調(diào)控催化劑的晶體結(jié)構(gòu)和表面氧空位的形態(tài)，進(jìn)一步改善催化劑的催化性能。本研究為進(jìn)一步優(yōu)化碘氧鉍光催化劑的性能以及探索新型光催化材料提供了新的思路和方法。關(guān)鍵詞:光催化劑、Ce摻雜、碘氧鉍、催化性能、穩(wěn)定性引言:隨著人口的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益凸顯,微納米光催化技術(shù)因其環(huán)境友好、高效和可再生的優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。光催化劑是光催化過程中的核心組成部分，對(duì)光催化技術(shù)的有效性和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。因此，開發(fā)高效、穩(wěn)定的光催化劑是當(dāng)前光催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。摻雜是一種常見的改性方法，通過引入外部元素對(duì)催化劑進(jìn)行改性，可以有效改善催化劑的某些性能。Ce元素作為一種重要的過渡金屬離子，具有豐富的電子結(jié)構(gòu)和較寬的能帶帶隙，其摻雜在光催化劑中具有重要的應(yīng)用潛力。碘氧鉍作為一種常用的光催化材料，其具有優(yōu)異的光吸收性能和電子傳輸特性，在環(huán)境污染治理和能源轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。因此，Ce摻雜碘氧鉍光催化劑的研究具有重要的意義。實(shí)驗(yàn)方法:本研究制備了一系列Ce摻雜碘氧鉍光催化劑，并通過X射線衍射儀（XRD）和透射電鏡（TEM）對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征。催化活性的測(cè)試采用了甲酸的光催化降解實(shí)驗(yàn)，并通過可見光吸收光譜和電化學(xué)測(cè)試對(duì)其光學(xué)性能和電子傳輸性能進(jìn)行了研究。同時(shí)，通過穩(wěn)定性測(cè)試評(píng)估催化劑的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。結(jié)果與討論:Ce摻雜顯著提高了碘氧鉍催化劑的光催化活性。在可見光照射下，Ce摻雜使得光電轉(zhuǎn)換效率顯著提高，催化劑的甲酸降解效率明顯高于未摻雜的樣品。催化劑表面的Ce3+和Ce4+的存在有效提高了光吸收性能和光生電子注入能力，加強(qiáng)了光生電子與空穴的分離效果，從而促進(jìn)了催化反應(yīng)的進(jìn)行。此外，Ce摻雜還有助于調(diào)控催化劑的晶體結(jié)構(gòu)和表面氧空位的形態(tài)，進(jìn)一步改善催化劑的催化性能。結(jié)論:本研究系統(tǒng)研究了Ce摻雜對(duì)碘氧鉍光催化劑性能的影響，實(shí)驗(yàn)證明Ce摻雜可以顯著提高催化劑的光催化活性、穩(wěn)定性和抗光腐蝕性。通過調(diào)控催化劑的晶體結(jié)構(gòu)和表面氧空位形態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)催化劑的進(jìn)一步優(yōu)化和改良。本研究結(jié)果對(duì)于進(jìn)一步提高碘氧鉍光催化劑的性能，探索新型光催化材料具有重要的參考價(jià)值。參考文獻(xiàn):[1]LiW,MaC,ShenJ,etal.EnhancedphotocatalyticactivityofBiOBr0.2I1.8/SBA-15catalystsundervisiblelightirradiation[J].CatalysisCommunications,2013,40:1-5.[2]EsparzaD,RestrepoG,TobónJ.DegradationofdyepollutantsbyheterogeneousphotocatalysisusingporousNdopedTiO2/BiOIstructures[J].JournalofPhotochemistryandPhotobiologyA:Chemistry,2017,346:401-410.[3]ZhaoY,DengX,ChenX,etal.Visiblelightpromotedphotocatalyticdegradationoforganic/inorganicpollutantsinwaterbybismuth-basedhybridmaterials[J].CatalysisScience&Technology,2015,5(3):1845-1862.[4]XueL,ZhangR,LiuX,etal.Z-Schemeg-C3N4/NaCaGd(MoO4)3heterojunctionwithenhancedphotocatalytichydrogenevolu