稻壳生物炭增强的BiOCl纳米片:一种响应阳光的废水解毒方法及亚甲蓝降解途径的研究

《Materials Advances》:Rice husk biochar-boosted BiOCl nanoplates: a sunlight-responsive route to wastewater detoxification and pathway insights for methylene blue degradation

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年03月14日 来源:Materials Advances 4.7

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  异质结光催化剂因其能够提高污染物降解效率而受到了广泛关注。在这项研究中,通过原位方法成功合成了不同质量比(1:1、1:3和3:1)的氧化铋/稻壳生物炭(BO/RB)异质结光催化剂,并使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量分散X射线光谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR

  异质结光催化剂因其能够提高污染物降解效率而受到了广泛关注。在这项研究中,通过原位方法成功合成了不同质量比(1:1、1:3和3:1)的氧化铋/稻壳生物炭(BO/RB)异质结光催化剂,并使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量分散X射线光谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子光谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-DRS)、光致发光(PL)光谱和Brunauer–Emmett–Teller(BET)表面积分析等手段对其进行了全面表征,证实了其结构完整性和高孔隙率。将RB掺入BO中拓宽了太阳光的吸收范围,增强了载流子分离,并增加了表面积,从而提高了对亚甲蓝(MB)的光催化降解效果。通过改变催化剂用量、污染物浓度、光源、pH值和接触时间,优化了降解过程。在最佳条件下,BR13在pH ≥ 7的阳光下100分钟内实现了99%的10 ppm MB去除率,遵循伪一级动力学,其速率为0.01761 min?1,超过了商用TiO2-P25的0.00922 min?1。重复使用性研究表明其具有良好的稳定性,经过五次循环后仍保持92.3%的降解效率。自由基清除实验确定空穴(h+)和羟基自由基(˙OH)是主要的反应物种。此外,BR13还表现出有效的矿化作用,实现了62%的COD和55%的TOC减少。由于其高的光催化效率、稳定性和简单的合成方法,BO/RB异质结在大规模废水处理和持久性有机污染物的去除方面显示出巨大潜力。

1. 引言

地球从太空中看似乎是蓝色的,但事实上却面临着饮用水极度稀缺的危机——仅有不到1%的淡水可供人类直接使用。1 人口快速增长和工业扩张加剧了这一挑战,因为工业继续向湖泊和河流中排放有毒污染物2-4,如亚甲蓝(MB),威胁着人类和水生生态系统。MB难以自然降解,会阻碍阳光穿透,并与严重的健康问题相关,包括毒性和癌症。5,6 这些毒理学问题迫切需要开发高效且可持续的处理策略,以完全去除和矿化废水中的MB。目前有多种方法可以去除废水中的合成染料,包括吸附、7 光催化、8 生物过程和基于膜的物理分离;10 然而,许多方法在完全分解这些污染物方面仍然存在不足。11,12 光催化降解作为一种高效方法,利用光激活催化剂将复杂的染料分子分解为二氧化碳和水等无毒物质。这一过程包括三个主要步骤:催化剂吸收光子产生活性电子-空穴对,这些活性物种引发氧化-还原反应,最终染料通过直接或间接的光催化途径被矿化。13,14 光催化的优势在于它可以在不产生二次废物的情况下矿化染料,使其成为处理含染料水体的可持续方法。15,16

近年来,稻壳生物炭作为一种有前景、经济且环保的材料,被用于去除水中的污染物。17 稻壳生物炭富含碳、二氧化硅和功能基团,具有高表面积、优异的污染物吸附能力和潜在的光捕获能力。18,19 已经广泛研究了多种金属氧化物,包括氧化锌(ZnO)、20,21 二氧化钛(TiO2)、氧化铋(BiOCl)、氧化铁(Fe2O3)、氧化铜(CuO)和氧化锡(SnO2),以及基于铁氧体的光催化剂,如Fe3O4和CoFe2O4,它们在降解合成染料方面表现出光催化能力,但它们的表面积和可见光活性通常需要通过复合材料的形成来增强。22-24 然而,这些材料的一个共同挑战是它们较大的带隙,这主要限制了光吸收范围在紫外区域,降低了整体效率。25 为了克服这一问题,人们采用了多种方法来缩小带隙并提高光催化效率,包括金属或非金属离子掺杂、与导电聚合物耦合,以及与石墨烯、碳纳米管或生物炭等碳基材料形成复合材料。26,27 这些改进增强了载流子分离,增加了可见光吸收,并提高了在阳光或人造光源下的染料降解速率。26,27

Eltaweil等人合成了一种负载银的生物炭纳米复合材料(Ag@biochar),在六次重复使用后仍能实现88.4%的亚甲蓝去除率,并保持70.65%的效率。28 Yu等人通过简单的球磨法合成了ZnO/生物炭纳米复合材料,在可见光下以160 mg L?1的起始浓度实现了95.19%的亚甲蓝去除率,这是通过结合吸附和光催化实现的。29 Sun等人制备了一种g-C3N4/Ni0.1Co0.9Fe2O4/生物炭混合光催化剂,在H2O2存在下2小时内实现了96.7%的亚甲蓝分解。30 Eswaran等人报道了一种涂有氧化锌的生物炭纳米复合材料的成功制备,证明了其在阳光下作为亚甲蓝降解光催化剂的显著潜力,达到了92%的效率。31 Sharma等人开发了一种CeO2/BiOCl/Ag2WO4异质结光催化剂,能够在75分钟内快速降解亚甲蓝。32 Adenuga等人开发了Ag/AgCl/BiOCl,显示出在可见光下52%的污染物降解率。33 Dong等人合成了BiOCl/还原氧化石墨烯(BiOCl/RGO)复合材料,显示出82.7%的磺胺(SN)降解率。34 He等人证明,掺铁的BiOCl层状微球显著增强了在可见光驱动下的亚甲蓝光催化降解效率,达到了93.5%的去除率。35 尽管这些催化剂显示出令人鼓舞的结果,但它们通常对有机染料的降解效率较低,且需要长时间的光照。此外,反应动力学缓慢、重复使用性差、操作pH范围有限以及污染物矿化不完全等问题限制了它们的有效性和实际应用性。本研究介绍了一种通过水热法合成的新型BiOCl/稻壳生物炭(BR)纳米复合材料,这种复合材料之前尚未用于光催化应用。与以往报道的系统不同,本研究独特地将富含碳的稻壳生物炭(一种可再生的农业副产品)与半导体BiOCl结合,创造了一种协同作用的混合材料。生物炭的加入增强了表面积、污染物吸附和电荷转移,同时有效缩小了BiOCl的带隙,并将其响应扩展到可见光区域。这种协同作用增强了载流子分离,抑制了电子-空穴复合,显著提高了光催化活性。值得注意的是,BR纳米复合材料在自然阳光下表现出最高的降解效率,展示了其在实际应用中用于太阳能驱动废水处理的潜力。据我们所知,这是首次报道在自然阳光下使用BiOCl/稻壳生物炭混合光催化剂降解亚甲蓝的研究,突显了其作为可持续、成本效益高且性能优异的废水处理材料的潜力。这些复合材料经过了广泛的表征(XRD、XPS、FTIR、FESEM-EDS、HRTEM、UV-DRS和PL),并系统分析了关键的光催化参数,包括催化剂用量、光源、溶液pH值、降解动力学和清除剂研究。通过HRMS鉴定了中间体和最终降解产物,并通过TOC和COD分析确认了矿化作用。优化的BR复合材料表现出快速的降解速率、显著的重复使用性和优异的太阳能驱动效率,成功解决了之前的限制,为废水处理提供了一个可扩展的、可持续的选择。

2. 材料与方法

2.1. 材料

所使用的化学物质和原材料列在补充信息S1中。

2.2. BiOCl(BO)的合成

将242毫克的五水合硝酸铋溶解在100毫升的去离子水中,并加入1毫升硝酸以促进完全溶解。所得溶液经过30分钟的超声处理后,加入37毫克的氯化钾。混合物持续搅拌4小时,然后离心。沉淀物用蒸馏水和乙醇洗涤三次,然后在60°C下干燥24小时,得到最终的白色粉末。

2.3. 稻壳生物炭(RB)的合成

稻壳样品用蒸馏水彻底清洗后,在70°C的烤箱中过夜干燥以去除残留水分。干燥后的材料被研磨成细粉。2克的干燥材料在50毫升的去离子水中超声处理30分钟,然后在200°C的特氟龙内衬高压釜中进行24小时的水热反应,生成稻壳生物炭。之后用蒸馏水彻底清洗以去除杂质。干燥后的样品保存在干燥器中,以防止进一步吸湿。

2.4. BiOCl/稻壳生物炭复合材料的合成

通过原位方法使用不同重量比的五水合硝酸铋和多孔生物炭合成复合材料。对于代表性的1:1比例,将485毫克的五水合硝酸铋溶解在200毫升的去离子水中,然后加入2毫升浓硝酸以促进完全溶解并抑制Bi3+离子的水解。接着加入180毫克的RB,混合物超声处理30分钟。随后加入74毫克的KCl,混合物持续搅拌4小时以确保所有组分的适当相互作用。对于其他重量比(1:3和3:1),也采用相同的程序并适当调整试剂用量。最终悬浮液离心,收集的沉淀物用蒸馏水和乙醇洗涤三次以去除未反应的物种和残留副产物。纯化的材料在60°C的热空气中干燥,得到粉末产品。通过改变Bi(NO3)3·5H2O、KCl和生物炭的相对用量,成功制备了重量比为1:1、1:3和3:1的混合复合材料,分别标记为BR11、BR13和BR31。BR混合材料的合成过程如图1所示。

3. 结果与讨论

3.1. 表征方法

本研究中使用的表征技术的详细描述见补充材料S2。

3.1.1. X射线衍射研究

使用XRD图谱(图1a)检查了RB、BO及其复合材料的晶体结构。在2θ = 11.99°、24.12°、25.87°、32.54°、33.46°、36.52°、40.90°、46.67°、49.71°、55.06°和58.63°处观察到的衍射峰分别对应于晶体平面(001)、(002)、(101)、(110)、(102)、(003)、(112)、(200)、(201)、(004)和(212)。这些衍射峰与标准JCPDS卡片No. 06-0249相符,证实了BO纳米片具有四方晶体结构。37 沿(001)平面的强烈优先取向表明形成了堆叠的纳米片状结构,这与BO的层状性质一致。对于RB,XRD图谱确认了非晶态二氧化硅的存在,这一点从2θ ≈ 21.48°处的宽峰可以看出来(002)。38 XRD图谱中没有检测到其他杂质峰,证实了复合材料的成功制备。此外,峰位置的微小变化表明二元异质结光催化剂具有高相纯度,并确认了两种相在复合材料中的共存。图1

(a) XRD图谱,(b) FTIR光谱,(c) N2吸附-脱附等温曲线和(d) BJH图谱,分别对应BO、RB、BR11和BR31。

3.1.2. FTIR测量

FTIR光谱用于检查RB、BO及其复合材料的表面官能团和键合特性(图1b)。BO的FTIR光谱通常在1128 cm?1处显示一个特征峰,对应于Bi–Cl伸缩振动,表明了氧化铋的结构。此外,1609 cm?1附近的宽带和3200至3500 cm?1之间的带对应于羟基和吸附水的弯曲和伸缩振动,表明了对于光催化活性至关重要的含氧表面官能团。39,40 RB的FTIR分析揭示了材料特有的官能团。1619–1627 cm?1范围内的峰可能表示酮基CO集团,而1568 cm?1处的峰与氧onium集团的C–O+伸缩振动有关,有助于表面质子化。1106 cm?1处的明显峰代表Si–O–Si伸缩,证实了在高温煅烧过程中形成了生物炭衍生的二氧化硅。41 芳香C–H对称伸缩振动出现在1460 cm?1附近,而平面外的芳香C–H弯曲出现在788 cm?1(参考文献38)。这些光谱特征与之前的XRD结果一致,证实了复合材料的结构完整性和功能化。总体而言,观察到的吸收带以及波数的轻微变化证实了BiOCl和RB的共存,并验证了纳米复合材料的成功合成。

3.1.3.BET(比表面积)分析

通过N2吸附-脱附等温线评估了合成光催化剂的比表面积和孔隙率,如图1c所示,并在表1中进行了总结。所有样品的吸附-脱附曲线均表现出IV型等温线,证实了在狭窄孔隙内发生了多层吸附和毛细凝聚现象。BJH分析进一步显示,这些材料具有介孔特性,孔径小于5纳米(图1d)。与单独的块状材料相比,复合材料显示出更大的孔体积。值得注意的是,BO的比表面积相对较低,而加入RB后显著提高了复合材料的比表面积,从而促进了更有效的吸附。表1

BET分析结果包括比表面积、平均孔径和平均孔体积

催化剂
比表面积(m2 g?1)
平均孔径(nm)
平均孔体积(cm3 g?1)

BO
2.60
6.9
0.00446

RB
39.6
18.2
0.1807

BR11
17.6
13.8
0.0605

BR13
30.1
7.5
0.0866

BR31
8.64
14.3
0.0310

3.1.4. UV-Vis DRS分析

通过UV-Vis DRS测量(图2a)研究了光催化剂的吸光能力和带隙能量。BO的吸收边缘位于270–305纳米的波长范围内。样品的光学带隙使用Tauc关系式(1)确定:

(αhν)1/? = hν ? Eg

(1)

其中α表示吸收系数,h是普朗克常数,ν代表入射光的频率,Eg对应于光学带隙能量。BO、RB、BR11和BR31的计算带隙值分别为3.46、3.13、2.24、2.00和2.13(图2b)。通过以下关系式进一步估算了BO的价带和导带位置:

E(价带)= X – Ee + 0.5Eg

(2)

E(导带)= EVB ? Eg

(3)

这里,E(价带)和E(导带)分别表示价带和导带能量,X是半导体的绝对电负性,Ee是氢标度上的自由电子参考能量,取为4.5 eV。利用这些关系式,计算出BO的E(价带)和E(导带)分别为3.58 eV和0.12 eV。RB由于其非晶碳结构和共轭π电子系统,在整个可见光区域显示出宽的吸收谱,这赋予了它吸光能力和电子导电性。BR13复合材料的减小带隙有助于提高可见光谱中的吸收效率,从而更有效地利用太阳光。图2

(a)UV-vis DRS吸收光谱,以及(b)显示BO、RB、BR11、BR13和BR31带隙能量的Tauc图。

3.1.5. XPS分析

通过X射线光电子能谱(XPS)研究了BR13的元素组成、化学状态和表面电子环境。扫描光谱确认了Bi、C、N、O和Cl的存在(图3a)。C 1s光谱在284.2 eV和285.2 eV处显示出多个化学环境,分别对应于石墨化的sp2碳和C–O键(图3b)。N 1s光谱在398.59 eV、398.95 eV和400.58 eV处也有明显特征(图3c)。在Bi 4f区域,159.5 eV和164.7 eV处观察到多个峰,分别对应于BO中的Bi 4f7/2和Bi 4f5/2(图3d)。在O 1s区域,通过530.90 eV(Bi–O键)和532.92 eV(氧空位和表面羟基)处的峰显示了Bi–O键和表面羟基的贡献(图3e)。Cl 2p光谱确认了氯离子的存在,其特征双峰位于198 eV和199.5 eV,分别对应于BO晶格中的Cl 2p3/2和Cl 2p1/2(图3f)。总的来说,这些XPS结果验证了Bi3+、碳、氮物种、Bi–O键、羟基和氯离子的共存,证实了复合材料的成功形成和化学组成。这些相互作用不仅稳定了RB表面的BO纳米结构,还促进了有效的电子转移路径。图3

XPS分析显示了BR13的(a)宽扫描光谱,以及(b)C 1s、(c)N 1s、(d)Bi 4f、(e)O 1s和(f)Cl 2p区域。

3.1.6. 形态学表征

使用FESEM(场发射扫描电子显微镜)分析了BR13的形态特征。图4(a–c)展示了BO、RB和BR13的代表性FESEM显微图。对BO组分的FESEM分析显示,它形成了矩形纳米片,具有明确的角状形态。相比之下,RB表现出纤维状形态和多孔结构。在纳米复合材料BR13中,由于其纤维状框架,RB与BO片层发生了相互作用,而BO纳米片在复合材料中清晰可见。这些观察结果证实了BO和RB的共存,表明异质结结构的成功制备。通过能量色散X射线光谱(EDS)分析进一步确认了BR13的元素组成。EDS光谱确认了C、N、Bi、O、Cl和Si的存在,而元素彩色映射显示了这些元素的均匀空间分布,支持了复合材料改进的光催化性能(图4(d–j))。图4

FESEM图像显示了(a)BO,(b)RB,(c)BR13,(d)EDS映射,(e)–(j)所有存在的元素的彩色映射,(k)和(l)不同放大倍数的BR13的高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)图像,以及(m)BR13的计算晶格条纹。此外,高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)分析揭示了详细的结构特征,证实了图4(k和l)中形成的多孔片状形态。图4(m)显示了聚集的纳米颗粒,高分辨率成像显示了与(102)和(002)平面相对应的明显晶格条纹。测量的d间距分别为BO的0.266 nm(2θ = 33.61°)和RB的0.250 nm(2θ = 21.48°),证实了复合材料中各组分的晶体性质。HRTEM晶格条纹观察到的层间间距与XRD分析中识别的相应平面非常吻合。总体而言,FESEM-EDS和HRTEM分析验证了BR13复合材料的成功形成,具有均匀分布、强界面接触和多孔异质结结构,这对光催化应用非常有利。使用基于FESEM显微图的ImageJ软件进行了颗粒尺寸分析。通过测量随机选取的颗粒直径来进行分析,以确保统计可靠性。得到的颗粒尺寸分布直方图显示了狭窄的尺寸分布,平均颗粒尺寸约为34.04 nm,证实了合成材料的均匀形态。观察到的纳米尺度尺寸与HRTEM分析中的结构特征(35.45 nm)相符,证实了形态学和高分辨率结构表征之间的一致性。

3.1.7. 光致发光(PL)分析

使用PL光谱研究了合成样品中的载流子复合行为。原始BO显示出强烈且尖锐的发射峰,表明光生电子-空穴对之间的复合速率很高。这种高复合速率严重限制了其光催化性能。相比之下,由于其非晶碳性质,RB显示出非常弱的PL信号,它作为电子库并不显著促进辐射复合。值得注意的是,与原始BO和RB相比,BR复合材料显示出显著降低的PL强度,而BR13显示出最低的PL强度,表明在异质结界面有效抑制了载流子复合。PL强度的降低可以归因于光激发电子从BO高效转移到RB的导电碳基质中,在那里它们被稳定并参与后续的氧化还原反应。RB上存在的氧化官能团进一步支持了这种载流子分离机制,这些官能团作为锚定点促进了界面电子迁移(图6a)。复合材料的PL发射强度的抑制直接与其增强的光催化活性相关,证实了BO纳米片和RB之间的协同作用促进了载流子分离,延长了载流子的寿命,从而提高了在光照下的污染物降解效率。

3.2. 光催化活性

通过MB染料的降解来评估BR13的光催化性能。每个实验使用了10 mL的MB溶液(10 ppm)和0.2 g L?1的催化剂剂量。为了达到吸附-脱附平衡,混合物在黑暗中搅拌120分钟后再暴露于光下。随后,在2025年8月的晴朗日子里,在自然阳光下进行光催化反应,持续时间为100分钟。为了进一步研究光照的影响,使用45 W的Philips灯(辐射通量约为100 W m?2)进行了人工照明测试,灯位于反应混合物上方10厘米处。也在黑暗条件下进行了120分钟的对照实验,并保持相同的实验参数。每个实验重复三次,结果数据用误差条表示,误差约为±5%。通过使用UV-可见光谱仪在659 nm处记录MB的吸光度来监测MB的降解情况,如图S2所示,MB的特征吸收峰随着光照时间的增加而逐渐减小,表明染料分子的有效降解,而不仅仅是吸附,降解效率(%D)使用以下公式(4)计算:

(4)

其中A0表示光照前的MB溶液初始吸光度,Af表示降解过程后的最终浓度。为了评估合成纳米复合材料的性能,与TiO2(P25,一种商用光催化剂)、BO、RB、BR11、BR13和BR31进行了比较研究(图5(a)和(b))。相比之下,在没有光催化剂的情况下,仅观察到非常少量的降解,证实该过程主要是光催化性质的(图5(c)和(d))。使用以下公式(5)确定了光催化降解过程的表观速率常数(k):

(5)

这里,A0表示染料的初始浓度,A表示给定时间t的浓度,k表示反应的表观速率常数。根据图6(b)中的图表,降解过程遵循伪一级动力学。BR13复合材料显示出最高的效率,其速率常数为0.01761 min?1,远高于裸露的BO(0.00425 min?1)、RB(0.01032 min?1)、BR11(0.00907 min?1)和BR31(0.00681 min?1)。为了进一步理解复合组分之间的协同效应,使用公式(6)计算了协同因子(R)。

图5

(a)和(b)不同制备的催化剂对MB修复的动力学研究。(c)和(d)有催化剂和无催化剂的MB降解动力学分析。图6

(a)光致发光(PL)光谱,(b)不同光照强度下MB的降解变化,(c)催化剂对MB的影响,(d)pH对MB去除的影响,(e)pzc研究,以及(f)清除剂研究。在此背景下,KBO?+?RB、KBO和KRB分别代表BR复合材料、原始BO和原始RB的光降解速率常数。计算出的BR11、BR13和BR31的协同因子分别为0.6225、1.2086和0.4674,表明BR13显示出最高的值,表明其组分之间的界面相互作用最强。这种增强的协同作用解释了其优越的光催化效率以及在所有制备的纳米复合材料中观察到的最高速率常数(表2)。表2

MB降解协同因子(R)和速率常数(k)

材料
速率常数(min?1)
协同因子(R)

TiO2-P25
0.00922
—

BO
0.00425
—

RB
0.01032
—

BR11
0.00907
0.6225

BR13
0.01761
1.2086

BR31
0.00681
0.4674

3.2.1. 光源的影响

在UV、可见光和自然阳光下进行了比较光催化测试,以评估污染物的降解情况。如图6b所示,BR13(0.1 g L?1)异质结光催化剂在UV光下实现了48%的降解,在可见光下实现了54%,在阳光下实现了89%的最大降解。这些发现表明,阳光为使用这种光催化剂分解污染物提供了最有效的条件,证实了其卓越的性能。

3.2.2. 催化剂剂量的影响

通过改变催化剂浓度从0.1到0.6 g L?1,在阳光下研究了催化剂剂量对光催化性能的影响。降解效率随着催化剂加载量的增加而稳步提高,直到0.2 g L?1,之后达到平台期(图6c)。这种饱和效应归因于染料溶液透明度的降低,这阻碍了光的穿透,并部分阻塞了光催化剂的活性位点。此外,活性位点的失活也可能在较高浓度下限制光催化活性。因此,0.2 g L?1 被确定为后续研究中最有效的催化剂剂量。

3.2.3 pH值的影响

pH值通过影响催化剂表面电荷和染料-催化剂相互作用来强烈控制光催化降解。光催化剂的零电荷点(PZC)被确定为7.8(图6e)。在该点以下的pH值下,催化剂表面带有正电荷,而在pH值高于7时,它变为负电荷。由于亚甲蓝(MB)是一种阳离子染料,在酸性条件(pH < 7)下会发生静电排斥,导致吸附和降解效率降低。相比之下,在中性到碱性条件(pH ≥ 7)下,带负电荷的催化剂表面强烈吸引带正电荷的MB分子,从而增强吸附并加速光催化降解。如图6d所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过进行清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。7 在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过进行清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.4 清除剂对光催化活性的影响

通过清除剂实验进一步研究了光催化机制,以确定参与降解过程的主要反应物种。不同的自由基清除剂被引入反应体系:异丙醇(IPA)用于清除羟基自由基(˙OH),苯醌(BQ)用于清除超氧自由基(˙O2?),甲醇(MeOH)用于清除空穴(h+),以及二甲基亚砜(DMSO)用于清除电子(e?)。在DMSO存在下观察到的强烈抑制作用表明羟基自由基的关键作用,因为DMSO通过其未配对的氧电子容易发生电子转移,并与˙OH自由基形成氢键。如图6f所示,在碱性条件下,降解效率显著提高,在pH值高于7时达到99.71%的去除效率,证实了光催化剂在碱性介质中对MB废水处理具有最佳性能。因此,在碱性介质中可实现最大去除效率,这突显了该催化剂适用于MB废水处理。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的CB中的e?可以迁移到其VB,同样,RB的CB中的e?也可以移动到其自己的VB。这一过程导致界面复合,其中BO的VB中的e?与RB的CB中的h+复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带中的电子也可以迁移到其自身的价带。这一过程导致界面复合,即BO的价带中的电子与RB的导带中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

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3.2.5 提出的光催化机制

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在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

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3.2.5 提出的光催化机制

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在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

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3.2.5 提出的光催化机制

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在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(CB)中的电子也可以迁移到其自身的价带(VB)。这一过程导致界面复合,即BO的价带(VB)中的电子与RB的导带(CB)中的空穴(h+)复合。这种界面处的复合有助于减少其他地方的载流子复合,从而提高整体光催化效率(方案2)。当空穴和羟基自由基是降解过程中的主要反应物种时,添加甲醇和异丙醇显著降低了降解效率,表明光生成的空穴和羟基自由基是光催化降解的主要参与者,而其他物种的贡献相对较小。

3.2.5 提出的光催化机制

在阳光照射下,BO的导带(CB)中的电子(e?)可以迁移到价带(VB),同样,RB的导带(额外的原始数据,包括表征光谱(FESEM、EDS、FTIR、XPS、XRD、HRTEM、UV-DRS、PL和BET)以及光催化降解数据集,可根据合理请求从相应作者处获取。

致谢

我们衷心感谢DCBC和DPMS、TIET为表征研究提供了必要的基础设施。化学工程系也感谢他们提供了紫外-可见分光光度计。特别感谢旁遮普大学的SAIF和CIL提供了HR-TEM和XPS分析服务,以及莫哈利的纳米科学技术研究所提供了FESEM-EDS设施。

参考文献

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两位作者贡献均等。
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