欢迎访问江苏铭盛环境设备工程有限公司官方网站!

网站地图 污水处理 联系我们

全国服务热线:15896468025

    当前位置:主页 > 新闻中心 > 常见问题 >
    公司新闻
    分享至:

    硫化铋/溴氧化铋Z型异质结可见光催化降解水中双酚A及机理研究

    更新日期:2026-04-24 16:16

      双酚A(BPA)是废水中常见的内分泌干扰物,对生殖系统和发育过程具有潜在危害。溴氧化铋(BiOBr)是一种典型的可见光光催化剂,但其仅能吸收波长小于450nm的光。硫化铋(Bi₂S₃)的带隙极窄(约1.3eV),能吸收整个可见光甚至近红外光。然而,单独Bi₂S₃的光生电子-空穴极易复合。将两者通过能带匹配构建Z型异质结,则能取长补短。Bi₂S₃作为光捕获天线,吸收低能光子产生电子-空穴对;在Z型路径下,BiOBr导带上还原能力较弱的电子与Bi₂S₃价带上氧化能力较弱的空穴在界面复合。



      这一过程在空间上保留了BiOBr价带上的强氧化性空穴(>+2.5V vs. NHE)和Bi₂S₃导带上的强还原性电子。被保留的强氧化性空穴能高效产生·OH,强还原性电子能高效产生·O₂⁻,两者协同攻击BPA分子。本研究通过简单的阴离子交换法,以BiOBr纳米片为模板,将部分Br⁻替换为S²⁻,在BiOBr表面原位生成了Bi₂S₃纳米颗粒,形成接触紧密的Bi₂S₃/BiOBr Z型异质结。UV-Vis DRS证实,复合催化剂的吸收边带显著红移至近红外区(>800nm)。



      在可见光(>420nm)照射下,Bi₂S₃/BiOBr在60分钟内对BPA(20mg/L)的降解率高达98%,矿化率超过65%,其反应速率常数是纯BiOBr的10倍,是纯Bi₂S₃的35倍。自由基捕获实验和ESR证实了·O₂⁻和·OH是降解BPA的主要活性物种,完美印证了Z型机理。光电化学测试表明,异质结的形成显著促进了界面电荷分离。该催化剂在5次循环使用中展现了良好的稳定性和可重复使用性。该研究通过原位拓扑转化构建了接触紧密的Z型异质结,为利用全太阳光谱深度净化水中内分泌干扰物提供了高效的催化材料。