氟化铋薄膜的电化学原位合成及光催化活性

采用常温电化学原位法合成了Bi F3薄膜,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)及密度泛函理论(DFT)对薄膜的晶型、形貌、光学性质和能带结构进行了表征;以罗丹明B(Rh B)为目标降解物,考察了薄膜的光催化活性和稳定性.结果表明,Bi F3薄膜具有纳米片状结构、较高的结晶纯度、良好的光催化活性和稳定性,其导带底和价带顶分别主要由Bi6p和F2p轨道电子贡献.随着电解质浓度的增加,Bi F3薄膜的结构、形貌发生变化,使光催化活性先升高后降低,在电解质NH4F浓度(质量分数)为1.5%时,Bi F3薄膜的纳米薄片之间呈现出明显的交错分布,而此类结构排列有利于反应物的传输和光的反射,从而增大催化剂的反应空间和提高光的利用率,表现出最佳的光催化活性.Bi F3薄膜在模拟太阳光照射5 h后对Rh B降解率为99.1%,且重复使用4次,仍维持在81%以上.本文还提出了电化学Bi板上原位生长Bi F3薄膜的机制.