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可见光照射下Ti掺杂BiOI微球对双氯芬酸的光催化去除：动力学、机理与路径

DOI：10.1016/j.molliq.2018.11.119 期刊：Journal of Molecular Liquids 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要： 制备了掺杂不同量Ti的BiOI微球，并用于可见光照射下去除水中的双氯芬酸（DCF）。对所制备的光催化剂进行了详细表征。研究发现，与BiOI相比，掺Ti的BiOI微球在可见光下对DCF表现出更高的光催化活性。Ti掺杂拓宽了BiOI的带隙，导致导带边缘更负，光生电子的还原活性更高，从而促进了光催化过程中·O2?的生成。在所有制备的Ti掺杂BiOI微球中，TB450展现出最高的DCF光催化去除效率。具体而言，在pH 5条件下，经90分钟可见光照射后，TB450（250 mg L?1）对初始浓度10 mg L?1的DCF实现了99.2%的去除率。清除剂实验表明，h+、·O2?和H2O2等活性物种在光催化过程中起重要作用。通过理论密度泛函理论（DFT）和液相色谱-质谱（LC-MS）分析鉴定的副产物，阐明了DCF的降解途径。其主要包含羟基化和C-N键断裂。DFT计算能很好地解释降解机制，且具有高自由基攻击Fukui指数（f0）的DCF分子位点显示出高反应性。酸性条件有利于DCF的光催化去除。由于具有强光稳定性，Ti掺杂BiOI微球在连续四次重复使用周期中仍保持良好的可见光驱动（VLD）光催化去除DCF的效率。Ti掺杂BiOI微球可作为经济高效的材料，在可见光条件下有效降解废水中的新兴污染物（如药品）。
作者： Fuyang Liu，Jialiang Liang，Long Chen，Meiping Tong，Wen Liu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究在可见光照射下，利用掺钛碘氧化铋（Ti-BiOI）微球对水中双氯芬酸（DCF）进行光催化去除，重点关注其降解动力学、机理及路径。

研究成果

掺钛碘氧化铋微球在可见光照射下对地氯酚（DCF）的去除表现出优异的光催化活性。其降解途径涉及羟基化和C-N键断裂，密度泛函理论（DFT）计算为反应机理提供了见解。该光催化剂具有良好的稳定性和可重复使用性，有望成为处理含新兴污染物废水的理想材料。

研究不足

该研究聚焦于利用掺钛BiOI微球在可见光照射下对DCF进行光催化降解。其局限性包括实验开展的特定条件（如pH值、光照强度），以及为增强光催化活性而需进一步优化钛掺杂含量。

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