微球状Br掺杂BiOCl复合光催化剂去除单质汞研究

• Published in: 河南理工大学学报（自然科学版） Vol. 43; no. 6; pp. 90 - 99
• Main Authors: 张安超, 张景繁, 张丹, 孙志君, 张旭, 刘艳雯, 郑海坤
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 河南理工大学 机械与动力工程学院,河南 焦作 454000 01.11.2024
• Subjects: 单质汞脱除; 光催化剂; 氯氧化铋; BiOCl; the removal of elemental mercury; BiOBr; 溴氧化铋; photocatalyst
• ISSN: 1673-9787
• DOI: 10.16186/j.cnki.1673-9787.2022020067

X511; 光催化氧化法是治理大气环境汞污染问题的有效手段.目的 为开发低成本的可见光脱汞催化剂,方法 采用一步共沉淀法合成不同溴(Br)含量的BiOBrxCl1-x微球复合材料,在湿法光催化脱汞装置上考察它们在荧光灯辐照下的光催化活性,利用N2 吸附-脱附、XRD、UV-Vis DRS、SEM、HRTEM、XPS和ESR等技术对其结构进行分析,并采用密度泛函理论研究BiOCl和BiOBr之间的电荷转移规律.结果 结果表明,相较于BiOCl和BiOBr,BiOBrxCl1-x复合材料的光催化性能均得到提升,其中BiOBr0.2Cl0.8光催化剂的脱汞效率高达90.3%,较BiOCl提高了50%;与 NO-3 和 SO2-4 相比,Cl-和 CO2-3 对 BiOBr0.2Cl0.8 光催化剂脱汞性能的抑制作用更显著;BiOBr0.2Cl0.8复合材料的比表面积均略高于BiOBr的和BiOCl的,较高的比表面积有利于光催化剂提供较多的活性位;随着Br含量逐渐增加,BiOCl的XRD特征峰强度逐渐减弱,复合材料的光吸收能力有规律地红移,表明BiOBr与BiOCl之间存在较强的相互作用,并非简单的机械混合;与BiOCl相比,BiOBr0.2Cl0.8复合材料的Bi 4f和O 1s均向高结合能方向偏移,表明引入Br影响了BiOCl中Bi和O的存在形态;3种活性物参与了Hg0的氧化脱除过程,其作用由大到小依次为·O-2,h+,·OH.结论 光催化活性的提高主要原因为BiOCl与BiOBr形成了Z型异质结,从而增强了光生电荷的分离.研究结果可为低成本、高效卤氧化铋基脱汞光催化剂的开发提供新思路.