光催化技術(shù)在解決環(huán)境污染和能源短缺方面具 有廣闊的應(yīng)用前景。目前，半導(dǎo)體光催化 劑 因 其 廣泛的應(yīng)用而成為研究熱點，特別是在光降解有機 污染物方面。ＢｉＯＩ作為一種重要的鉍系半導(dǎo)體， 具有較小的禁帶寬度，有利于吸收可見光；但同時小的禁帶寬度也使得光生電子和空穴容易復(fù)合，影響 了光 催 化 性 能。將 ＢｉＯＩ 與 其 他 半 導(dǎo) 體 材 料，如 ＴｉＯ ２ ，Ｆｅ３Ｏ４ ，ＢｉＯＢｒ和 ＢｉＶＯ４ 等形 成 復(fù) 合 材 料，可以進一步促進 ＢｉＯＩ對可見光的響應(yīng)能力以及 電子－空穴對的分離，從而提高光催化效率。

１ 實驗部分

１．１ 主要試劑與儀器

二氧化錫（ＳｎＯ２），天津市科密歐化學(xué)試劑有限 公司；無水乙醇（Ｃ２Ｈ５ＯＨ），天津市巴斯夫化工有限 公司；硝酸鉍（Ｂｉ（ＮＯ３）３·５Ｈ２Ｏ），天津博迪化工股份有限公司；碘 化 鉀（ＫＩ），天 津博迪化工股份有限 公司；亞 甲 基 藍 （ＭＢ），國 藥 集 團 化 學(xué) 試 劑 有 限 公 司。均為分析純。 電子天平，ＢＳＡ１２４Ｓ型，賽多利斯科學(xué)儀器有限 公司；恒溫磁力攪拌器，Ｔ１０９－１Ｓ型，上海司樂儀有限 公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，ＤＨＧ－系列，上海一恒科學(xué)儀 器有 限 公 司；Ｘ 射 線 粉 末 衍 射 儀，Ｄ／Ｍａｘ－２５００／ＰＣ 型，日本理學(xué)株式會社；掃描電子顯微鏡，ＪＳＭ－６７００Ｆ 型，日本電子公司；高分辨透射電子顯微鏡，ＪＥＭ－２１００ 型，日本 電 子 公 司；紫 外－可見－近紅外分光光度計， Ｃａｒｙ５００型，美國 瓦 里 安 公 司；熒 光 光 譜 儀，Ｆ－２７００ 型，日本日立集團；雙光束紫外－可見分光光度計，ＴＵ－ １９００型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

１．２ 樣品制備與表征

將一定量的 ＫＩ緩慢溶解到２００ｍＬ 去離子 水 中，邊攪拌邊加入等物質(zhì)的量的 Ｂｉ（ＮＯ３）３·５Ｈ２Ｏ， 將ＳｎＯ２ 粉末加入到 上 述 混 合 液 中。改 變 ＳｎＯ２ 的 加入量，使 Ｓｎ／Ｂｉ的 物 質(zhì) 的 量 比 為 ０∶１０，３∶７，５∶５，７∶３和１０∶０，分別記為純 ＢｉＯＩ，ＳＢ－３，ＳＢ－５， ＳＢ－７和純 ＳｎＯ２。將混 合 液 在 室 溫 下 攪 拌 ４０ ｍｉｎ， 再在８０ ℃下攪拌３ｈ。最后對所得產(chǎn)物進行抽濾、 洗滌和干燥得到目標產(chǎn)物。

１．３ 光催化性能測試

光源用的是３００ Ｗ 的碘 鎢 燈（用４２０ｎｍ 截止 濾光片 濾 掉 紫 外 光）。向 １００ ｍＬ１０ ｍｇ·Ｌ－１ 的 ＭＢ溶液 中 加 入０．１ｇ催化 劑，將 懸 濁 液 避 光 攪 拌 ６０ｍｉｎ以達到 ＭＢ 在催化劑材料表面吸附和脫附 平衡。光降解過程中，間隔１ｈ取樣，用分光光度計 測定 ＭＢ溶液的吸光度。

２ 結(jié)果與討論

產(chǎn)物的 ＸＲＤ 圖譜 見 圖１。ＳｎＯ２ 和 ＢｉＯＩ的衍 射峰分 別 與 ＳｎＯ２ 標 準 卡 品 片 （ＪＣＰＤＳ４１－１４４５）和 ＢｉＯＩ標準卡片（ＪＣＰＤＳ１０－４４５）相匹配。ＳｎＯ２／ＢｉＯＩ 復(fù)合材料的 圖 譜 中 同 時 出 現(xiàn) 了 ＳｎＯ２ 和 ＢｉＯＩ的衍 射峰，說 明 ＳｎＯ２ 和 ＢｉＯＩ復(fù)合 成 功，而 且 并 沒 有 發(fā) 生化學(xué)作用產(chǎn)生新相。隨 著 ＳｎＯ２ 摻雜 量 的 增 加 （ＳＢ－３，ＳＢ－５，ＳＢ－７），可以看出復(fù)合材料中 ＢｉＯＩ的衍 射峰強度逐漸減弱而ＳｎＯ２ 的峰強度逐漸增強。

ＢｉＯＩ幾乎 在 整 個 可 見 光 范 圍 內(nèi) 都 具 有 較 好 的 吸收能力，而ＳｎＯ２ 基本上只對紫外光具有光響應(yīng)。 與純ＳｎＯ２ 相比，復(fù)合材料的光響應(yīng)范圍變大，光吸 收能力增強。ＭＢ在沒加催化劑的空白溶液中幾乎沒有發(fā)生 降解。從－６０ｍｉｎ到０ｍｉｎ，是暗吸附實驗，催化劑 對 ＭＢ的吸附量的大小順序與最終的降解率的大小 順序是一致的。ＳｎＯ２／ＢｉＯＩ復(fù)合材料的光催化效率 相比純 ＢｉＯＩ和ＳｎＯ２ 都有明顯提高。因此，將 ＢｉＯＩ 和ＳｎＯ２ 復(fù)合能夠改善二者的光催化性能。本實驗 條件下，當ｎ（Ｓｎ）∶ｎ（Ｂｉ）＝７∶３時（ＳＢ－７），復(fù)合材 料具有最好的光催化效率。

３ 結(jié) 論

采用簡單的恒溫加熱法制備出 ＢｉＯＩ粉末 及 不 同比例的 ＳｎＯ２／ＢｉＯＩ復(fù)合材料。結(jié)果表明：所制備 的ＳｎＯ２／ＢｉＯＩ復(fù)合 材 料 展 現(xiàn) 出 了 較 好 的 可 見 光 吸 收特性，光生電荷在ＳｎＯ２ 和 ＢｉＯＩ異質(zhì)結(jié)界面能夠 有效進行分 離，降低載流子的復(fù)合幾率，提 高 了 對 ＭＢ的光降解效率。當ＳｎＯ２ 和 ＢｉＯＩ的物質(zhì)的量比 為７∶３時，光催化活性最好。