水作為生命的起源，與世界經濟發展以及人類生活密切關聯。隨著城市化進

程快速發展，工業發展和人們日常生活難以避免帶來了大量廢水，不僅破壞了自

然生態環境，并且嚴重危害到社會公共健康，成為急需解決的社會難題。在眾多

解決方案中，利用可再生能源太陽能的光催化技術由于其高催化氧化能力受到了

廣泛關注，被認為是解決污水污染的關鍵性技術。

光催化技術是指光催化材料在光照下引發化學反應的技術，核心技術在于高

效光催化劑的制備。TiOz作為研究最為廣泛的光催化劑，具備眾多優勢，例如環

保高效、無毒廉價、穩定性強和反應條件溫和等。但其可見光下催化活性低并且

光生載流子復合率高等缺點嚴重限制了其實際應用，因此需要進行改性提高催化

活性。

為了提高「02的可見光催化活性，科學家們作出了大量嘗試，例如調控形

貌，元素摻雜以及與其他材料形成異質結構等等。根據已有的報道可知，「02納

米帶特異的高縱橫比結構使其內部光生電子和空穴可以快速遷移，并且更容易被

修飾形成異質結，促進光生載流子的分離，優化光催化反應表現。止匕外，非金屬

N摻雜同樣是改性TiOz的重要方法，其可以擴寬Ti02光響應范圍，使Ti02具有

可見光催化活性。同時，鈿系半導體作為常見光催化劑，禁帶寬度較窄，是制備

可見光響應異質結的另一種潛能光催化材料。由于光催化劑的尺寸影響其光催化

活性，具有較小尺寸的量子點能夠較快的實現光生載流子遷移且可以充當電子受

體。因此，將N元素摻雜后的Ti02納米帶與鋅系半導體量子點結合，構建多組

分異質結構，不僅增強Ti02的光吸收范圍，而且解決了光催化劑中光生電子和

空穴分離效率低、復合率高等缺點，提高材料的可見光催化性能。

摘要：利用TiOz納米帶作為基底，乙二胺作為還原劑及氮源，采用溶劑熱

法合成光催化復合材料BF/BizChCCWN-TiCh。通過XRD、SEM、TEM等對催化劑

的結構進行了表征。結果顯示，直徑為L2~2.1nm的單質祕(Bi°)和碳酸氧鈕

(Bi202co3)的復合量子點均勻生長在一維TiCh納米帶(TiChNBs)表面。在可

見光照射下，相比于TiChNBs(降解率30.95%),Bi/Bi202co3/N-TQ2在3h內

實現了對有機污染物羅丹明B的高效降解(降解率95.02%)。活性物質捕獲實

驗證實，h+和,0H是材料參與光催化降解羅丹明B的主要活性物質。

結論

通過溶劑熱法成功地制備出光催化復合材料Bi°/Bi2O2CO3/N-TiO2o通過系列

表征證實，直徑為1.2-2.1nm的Bi。和Bi2O2CO3的復合量子點均勻生長在雙晶相

Ti02納米帶表面。BQ/Bi2O2CO3/N-TiO2具有■比TQ更大的比表面積(110.66m2/g),

其對羅丹明B的降解表現出優異的光催化性能，在3h內達到降解率95.02%o出

色的光催化性能歸因于三組分的成功結合及Ti02中氮的成功摻雜，這使材料對

于可見光的吸收增強，光生電子和空穴的傳輸速率更快，減少了兩者的復合。

BF/Bi202co3/N-TQ2在可見光照射下降解羅丹明B的壽命實驗中，表現出良好的

穩定性。本文為提高可見光照射下Ti02的光催化活性提供了一種新思路。

圖文導讀

圖1TiO2和Bi°/Bi2O2CO3/N-TiO2fl<JXRD譜圖

Fig.1XRDpatternsofTIO2andBi°/Bi2O2CO3<N-TiO2

圖2TiO,和Bi°Bi2O2CO3/N-TiO2的SEM(a.b)和TEM

(c,d)照片

Fig.2SEM(a,b)andTEM(c,d)imagesofTiO>andBi0/

Bi2O2CO3/N-TiO2

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圖5Bi/Bi2O2CO3/N-TiO2的XPS譜圖

Fig.5XPSspectraofBi°/Bi2O?CO3/N-TiO2

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