碘氧化铋光催化剂的制备及其应用

光催化技术是新型污染物去除技术。传统的TiO2等材料对可见光无响应，从而影响了其广泛的应用。铋基半导体材料具有合适的带宽，对可见光具有优异的响应，因此具有优异的光催化活性。本书研究了一系列具有高效可见光响应、且具有类石墨烯铋层结构的碘氧化铋（包括BiOI、α-Bi5O7I和β-Bi5O7I）纳米光催化剂，通过采用金属离子掺杂、金属纳米颗粒等离子增强效应、构建异质结等手段提高光催化剂的光催化活性，并且研究了它们在水体中有机污染物以及空气中NOx有害气体的应用，从而对光催化材料的进一步应用提供了一些理论和实验基础。

光催化技术是一种可以直接利用太阳能来处理水体中各种不容易降解的有机污染物、光解水产氢、氧化去除空气中的NOx等有害气体，并且具有很好的杀菌及抑制病毒活性的作用等。本书主要通过化学法制备了具有高效可见光响应、类石墨烯铋层结构的碘氧化铋（包括BiOI、α-Bi5O7I和β-Bi5O7I）纳米光催化剂，采用金属离子掺杂、金属纳米颗粒等离子增强效应、构建异质结等手段提高光催化剂的光催化活性，研究了光催化剂在可见光照射下对水体中有机污染物以及空气中NOx气体的光催化活性，最后探索了光催化剂对污染物光催化去除的光催化增强机制。

朱刚强，男，1979年10月出生，2012年11月在西安交通大学获得物理电子学博士学位。现为陕西师范大学物理与信息技术学院副教授、研究生导师（材料物理），国家自然科学基金委评审专家；主持国家自然科学基金青年和面上项目、陕西省自然科学基金项目、陕西师范大学科研创新团队项目等10多项研究项目；独立工作以来，以第一作者或通讯作者在Applied Catalysis B:Environtal, Chemical Engineering Journal，Journal of Hazardous Materials等国际权威期刊上发表SCI收录论文70多篇，ESI高被引论文两篇；在污水处理，光催化能量转化等领域申请10项国家发明专利，已授权3项发明专利。现在主要从事环境友好功能材料的制备及其性能的研究，包括水体中有机污染物的光催化去除、光解水制氢、NO氧化去除、CO2光电催化还原等。

第1章绪论11光催化技术及其原理12光催化技术的发展13提高新型半导体光催化性能的方法第2章碘氧化铋光催化剂的研究现状21引言22BiOI的研究现状23BixOyIz光催化剂的研究现状第3章球形BiOI纳米结构的合成和光催化性能31引言32BiOI粉体的XRD分析33BiOI粉体的形貌分析34BiOI粉体的紫外-可见漫反射光谱分析35BiOI的能带结构的理论分析36BiOI粉体的比表面积分析37BiOI样品的吸附性能研究38BiOI样品的光催化性能研究39BiOI粉体的光催化降解机理研究第4章Er掺杂BiOI光催化剂的制备及其光催化性能41引言42不同Er3+掺杂量ErBiOI粉体的XRD及XPS分析43不同Er3+掺杂浓度ErBiOI粉体的形貌分析44不同Er3+掺杂量ErBiOI的比表面积分析45不同Er3+掺杂量制备的ErBiOI的紫外-可见漫反射光谱分析46Er3+掺杂BiOI样品的吸附性能研究47Er3+掺杂BiOI样品的光催化性能48ErBiOI粉体的光催化机理分析第5章球形αBi5O7I的制备及其光催化性能51引言52不同热分解温度下制备αBi5O7I粉体的XRD分析53不同热分解温度下制备的αBi5O7I粉体的XPS分析54不同热分解温度下制备αBi5O7I粉体的UVvis光谱分析55不同热分解温度下制备αBi5O7I粉体的形貌分析56αBi5O7I样品的比表面积57不同温度下所制备αBi5O7I样品的吸附性能研究58αBi5O7I样品的Zeta电位测试59不同温度下所制备αBi5O7I样品的光催化性能研究第6章Ag/AgI/Bi5O7I的合成及其光催化性能61引言62Ag/AgI/αBi5O7I样品的XRD和XPS分析63Ag/AgI/αBi5O7I样品的UVvis光谱分析64Ag/AgI/αBi5O7I样品的形貌分析65Ag/AgI/αBi5O7I样品的比表面积分析66Ag/AgI/αBi5O7I样品的光催化性能研究67光照时间对S2Ag/AgI/αBi5O7I光催化性能的影响68Ag/AgI/αBi5O7I样品的光催化机理研究69Ag/AgI/αBi5O7I的光催化机理分析第7章Re3+(Re=La，Ce，Pr，Nd)掺杂Bi5O7I的制备及其光催化性能71引言72Re3+/αBi5O7I样品XRD分析73Re3+/αBi5O7I样品UVvis分析74La3+/αBi5O7I样品XPS分析75Re3+/αBi5O7I样品形貌分析76La3+/αBi5O7I样品的比表面积分析77Re3+/αBi5O7I样品对双酚A和苯酚的光催化降解性能78La3+/αBi5O7I对空气中NO气体的光催化氧化去除79La3+/αBi5O7I样品的荧光光谱和电化学阻抗谱710La3+掺杂对αBi5O7I电子能带结构的调控711La3+/αBi5O7I电子能带结构的理论计算712La3+/αBi5O7I样品光催化机理的分析第8章Re3+(Re=Er，Tm，Yb，Lu)掺杂Bi5O7I的制备及其光催化性能81引言82Re3+(Re=Er，Tm，Yb，Lu)/Bi5O7I样品XRD分析83Re3+(Re=Er，Tm，Yb，Lu)/Bi5O7I样品UVvis分析84Yb3+/Bi5O7I样品XPS分析85Re3+(Re=Er，Tm，Yb，Lu)/Bi5O7I样品形貌分析86Yb3+/α/βBi5O7I样品的比表面积分析87Re3+(Er，Tm，Yb，Lu)掺杂Bi5O7I样品的光催化性能88Yb3+/Bi5O7I样品的光致发光光谱以及电化学阻抗谱分析89捕获剂对Yb3+/Bi5O7I样品光催化性能的影响810αBi5O7I和βBi5O7I结构理论计算811Re3+(Re=Er，Tm，Yb, Er)掺杂Bi5O7I样品光催化机理的分析第9章Tm3+/Yb3+掺杂对α/βBi5O7I异相结光催化剂结构和光催化性能的影响91引言92Tm3+/Yb3+/Bi5O7I样品XRD分析93TmYbBi5O7I样品UVvis分析94Tm3+/Yb3+/Bi5O7I样品XPS分析95Tm3+/Yb3+/Bi5O7I样品形貌分析96Tm3+/Yb3+/Bi5O7I样品的比表面积分析97Tm3+/Yb3+/Bi5O7I样品对双酚A的光催化降解分析98075%Tm-6%Yb-α/βBi5O7I样品单色光下对双酚A的光催化降解99Tm3+/Yb3+/Bi5O7I样品的荧光光谱以及光电流测试分析910Tm3+/Yb3+/Bi5O7I样品的上转换光谱分析911捕获剂对075%Tm3+/6%Yb3+/Bi5O7I样品光催化性能的影响912Tm3+/Yb3+/Bi5O7I样品光催化机理的分析