Ce掺杂碘氧铋光催化剂的催化性能研究

Ce掺杂碘氧铋光催化剂的催化性能研究摘要:光催化技术已被广泛应用于环境污染治理和能源转化等领域。本文以Ce掺杂碘氧铋光催化剂的催化性能研究为切入点，对其催化活性、稳定性及机制进行了深入探讨。实验结果表明，Ce掺杂可以显著提高碘氧铋光催化剂的光电转换效率，同时提高其抗光腐蚀性和稳定性。催化剂表面Ce3+和Ce4+的存在使其具备更好的光吸收性能和光生电子注入能力，增强了空穴与光生电子对的分离效果，从而有效提高了催化剂的催化活性。此外，Ce掺杂还可以调控催化剂的晶体结构和表面氧空位的形态，进一步改善催化剂的催化性能。本研究为进一步优化碘氧铋光催化剂的性能以及探索新型光催化材料提供了新的思路和方法。关键词:光催化剂、Ce掺杂、碘氧铋、催化性能、稳定性引言:随着人口的增长和经济的快速发展，环境污染问题日益凸显,微纳米光催化技术因其环境友好、高效和可再生的优势而备受关注。光催化剂是光催化过程中的核心组成部分，对光催化技术的有效性和稳定性起着至关重要的作用。因此，开发高效、稳定的光催化剂是当前光催化领域的研究热点之一。掺杂是一种常见的改性方法，通过引入外部元素对催化剂进行改性，可以有效改善催化剂的某些性能。Ce元素作为一种重要的过渡金属离子，具有丰富的电子结构和较宽的能带带隙，其掺杂在光催化剂中具有重要的应用潜力。碘氧铋作为一种常用的光催化材料，其具有优异的光吸收性能和电子传输特性，在环境污染治理和能源转化等领域有广泛应用。因此，Ce掺杂碘氧铋光催化剂的研究具有重要的意义。实验方法:本研究制备了一系列Ce掺杂碘氧铋光催化剂，并通过X射线衍射仪（XRD）和透射电镜（TEM）对其晶体结构和形貌进行表征。催化活性的测试采用了甲酸的光催化降解实验，并通过可见光吸收光谱和电化学测试对其光学性能和电子传输性能进行了研究。同时，通过稳定性测试评估催化剂的长期稳定性。结果与讨论:Ce掺杂显著提高了碘氧铋催化剂的光催化活性。在可见光照射下，Ce掺杂使得光电转换效率显著提高，催化剂的甲酸降解效率明显高于未掺杂的样品。催化剂表面的Ce3+和Ce4+的存在有效提高了光吸收性能和光生电子注入能力，加强了光生电子与空穴的分离效果，从而促进了催化反应的进行。此外，Ce掺杂还有助于调控催化剂的晶体结构和表面氧空位的形态，进一步改善催化剂的催化性能。结论:本研究系统研究了Ce掺杂对碘氧铋光催化剂性能的影响，实验证明Ce掺杂可以显著提高催化剂的光催化活性、稳定性和抗光腐蚀性。通过调控催化剂的晶体结构和表面氧空位形态，实现了对催化剂的进一步优化和改良。本研究结果对于进一步提高碘氧铋光催化剂的性能，探索新型光催化材料具有重要的参考价值。参考文献:[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