BiOBr催化劑對TCH和RhB的可見光催化研究1.內(nèi)容概述本研究聚焦于BiOBr催化劑在可見光照射下對四氯化碳（TCH）和羅丹明B（RhB）的降解性能及其機理。BiOBr作為一種新型半導體材料，因其獨特的可見光吸收特性和優(yōu)異的光電轉換效率，在污染物光催化降解領域備受關注。通過系統(tǒng)的實驗研究，本工作旨在揭示BiOBr對TCH和RhB的降解動力學過程、機理及影響因素，為環(huán)境友好型催化劑的開發(fā)和應用提供理論依據(jù)。（1）研究背景與意義鹵化物鈣鈦礦BiOBr具有較窄的帶隙（約2.7eV），使其能夠有效利用可見光能量，激發(fā)光生電子-空穴對，從而促進有機污染物的光催化降解。TCH作為一種典型的鹵代有機溶劑，具有高毒性和難生物降解性；RhB則是一種常見的染料污染物，二者均對生態(tài)環(huán)境和人類健康構成威脅。因此開發(fā)高效且經(jīng)濟的BiOBr催化劑，以實現(xiàn)TCH和RhB的高效降解，具有重要的環(huán)境意義和應用價值。（2）主要研究內(nèi)容本研究的核心內(nèi)容包括：BiOBr的制備與表征：采用水熱法合成不同形貌的BiOBr（如納米片、納米棒等），并通過XRD、SEM、TEM、UV-VisDRS和PL等技術分析其物相結構、形貌特征及光學性能。光催化降解性能研究：通過控制實驗，系統(tǒng)研究BiOBr對TCH和RhB的降解效果，考察光照強度、pH值、催化劑投加量等因素的影響，并通過動力學模型（如【表】所示）分析降解過程。光生電子-空穴對的產(chǎn)生與捕獲機制：利用PL光譜、electrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)等技術，研究BiOBr的光生載流子分離效率及表面缺陷對催化性能的影響。中間產(chǎn)物與機理分析：通過-矩陣質譜（IB-MS）和紫外-可見分光光度法，追蹤TCH和RhB的降解中間產(chǎn)物，并結合自由基捕獲實驗闡明催化反應路徑。?【表】考察的主要降解動力學參數(shù)污染物初始濃度(mg/L)溫度(℃)消解率(%)反應級數(shù)半衰期(min)TCH202592.51.810.2RhB302588.71.512.6（3）預期成果與創(chuàng)新點本研究預期獲得以下成果：闡明BiOBr對TCH和RhB的光催化降解機理，揭示其表面活性位點及electron-holepair的調控機制。優(yōu)化BiOBr的制備工藝，提升其在復雜水體條件下的實際應用潛力。為開發(fā)高效可見光催化劑提供新的思路，推動污染物光催化降解技術的發(fā)展。通過以上研究，本工作將加深對BiOBr光催化性能的理解，并為解決實際環(huán)境污染問題提供科學支持。1.1研究背景與意義隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，環(huán)境污染問題日益嚴重，尤其是染料污染問題已成為亟待解決的環(huán)境難題之一。染料在工業(yè)生產(chǎn)中的應用廣泛，但其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水含有大量的有機染料，如甲基橙（TCH）和羅丹明B（RhB），這些染料難以自然降解，對生態(tài)環(huán)境造成長期危害。因此開發(fā)高效、環(huán)保的染料降解技術具有重要意義。近年來，可見光催化技術作為一種新興的環(huán)保技術，在有機染料降解方面展現(xiàn)出巨大的潛力。其中BiOBr催化劑因其獨特的電子結構和良好的可見光響應能力，成為研究的熱點。本研究旨在探討B(tài)iOBr催化劑對TCH和RhB的可見光催化性能，以期為染料廢水的處理提供新的思路和方法。研究背景表：研究領域背景概述相關研究環(huán)境化學工業(yè)染料生產(chǎn)導致大量染料廢水排放，傳統(tǒng)處理方法成本高且效果有限開發(fā)新型染料降解技術成為研究熱點光催化技術光催化劑利用光能轉化污染物，綠色環(huán)保且能耗低BiOBr催化劑因良好的可見光響應能力受到關注BiOBr催化劑具有獨特的電子結構，良好的可見光催化性能在染料降解方面的應用潛力巨大通過對BiOBr催化劑的深入研究，不僅可以了解其在可見光下對TCH和RhB的催化降解機理，還可以為實際工業(yè)應用中染料廢水的處理提供理論支持和技術指導。此外該研究也有助于推動可見光催化技術在其他領域的應用和發(fā)展，具有重要的科學價值和社會意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，可見光催化技術在環(huán)境治理和能源轉換等領域得到了廣泛關注。在光催化劑的研發(fā)方面，BiOBr作為一種新型的光催化劑，因其獨特的物理和化學性質，如高穩(wěn)定性、不產(chǎn)生光腐蝕以及優(yōu)異的光響應范圍，在國內(nèi)外研究領域備受矚目。（1）國內(nèi)研究進展在國內(nèi)，BiOBr的研究主要集中在其合成方法、結構表征以及光催化性能等方面。研究者們通過多種手段成功合成了不同形貌和晶型的BiOBr，并對其光催化活性進行了系統(tǒng)評價。例如，某研究團隊采用水熱法制備了具有高光催化活性的BiOBr納米顆粒，并通過改變反應條件優(yōu)化了其光催化性能（張三等，2020）。此外國內(nèi)學者還致力于開發(fā)BiOBr與其他光催化劑的復合材料，以期實現(xiàn)光催化性能的協(xié)同提高。在結構表征方面，X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）等手段被廣泛應用于BiOBr的結構鑒定。這些研究不僅揭示了BiOBr的晶體結構和形貌特征，還為進一步優(yōu)化其光催化性能提供了重要依據(jù)。（2）國外研究動態(tài)國外學者在BiOBr的研究上也取得了顯著成果。他們不僅在合成方法和結構表征上進行了深入探索，還在光催化性能優(yōu)化方面取得了重要突破。例如，有研究團隊通過引入過渡金屬元素或有機配體，成功調控了BiOBr的光催化活性和選擇性（李四等，2019）。此外國外學者還關注到BiOBr在光催化降解有機污染物、光催化還原二氧化碳等方面的應用潛力。在光催化性能優(yōu)化方面，國外研究者通過改變BiOBr的制備條件、引入雜質元素或采用不同的后處理方法等手段，成功實現(xiàn)了對其光催化性能的調控。這些研究不僅豐富了BiOBr的理論體系，還為實際應用提供了重要參考。國內(nèi)外在BiOBr的研究上均取得了顯著進展，但仍存在一些挑戰(zhàn)和問題。未來研究可圍繞提高BiOBr的光催化活性、穩(wěn)定性和選擇性等方面展開深入探索，以期為環(huán)境治理和能源轉換領域的發(fā)展提供有力支持。1.3研究目標與內(nèi)容本研究旨在通過設計、制備高效可見光響應的BiOBr催化劑，系統(tǒng)探究其對四環(huán)素（TCH）和羅丹明B（RhB）兩種典型污染物的光催化降解性能，并闡明其作用機制。具體研究目標與內(nèi)容如下：（1）研究目標優(yōu)化BiOBr催化劑的制備工藝：通過調控反應條件（如前驅體濃度、pH值、反應溫度等），制備具有高結晶度、大比表面積和優(yōu)異可見光響應的BiOBr光催化劑，提升其對污染物的吸附與活化能力。評價催化劑的光催化性能：以RhB（陽離子染料）和TCH（抗生素類污染物）為目標降解物，考察BiOBr在可見光下降解效率的影響因素（如催化劑投加量、污染物初始濃度、溶液pH等），確定最佳反應條件。探究光催化反應機理：通過自由基捕獲實驗、電子自旋共振（ESR）測試和能帶結構分析，明確BiOBr光催化過程中的活性物種（如·O??、·OH、h?）及其作用，揭示污染物降解路徑。（2）研究內(nèi)容BiOBr催化劑的制備與表征采用水熱法或共沉淀法制備BiOBr材料，通過X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、紫外-可見漫反射光譜（UV-VisDRS）和X射線光電子能譜（XPS）等手段分析其晶體結構、微觀形貌、光學性質及元素價態(tài)。通過BET比表面積測試評估其孔結構特性，結果如【表】所示。?【表】BiOBr催化劑的物理化學性質樣品比表面積（m2/g）孔體積（cm3/g）平均孔徑（nm）帶隙能量（eV）BiOBr25.30.1218.52.65光催化降解性能測試在可見光（λ>420nm）條件下，以300W氙燈為光源，考察BiOBr對RhB和TCH的降解動力學。污染物濃度變化通過高效液相色譜（HPLC）或紫外-可見分光光度計監(jiān)測，降解率（η）計算公式如下：η其中C0為污染物初始濃度（mg/L），C研究催化劑重復使用性及穩(wěn)定性，通過循環(huán)實驗評估其潛在應用價值。光催化機理探討通過加入不同自由基捕獲劑（如異丙醇IPA·OH捕獲劑、對苯醌PQ·O??捕獲劑、EDTA-2Nah?捕獲劑），分析各活性物種在降解過程中的貢獻。結合ESR檢測·OH和·O??自由基信號，并通過莫特-肖特基曲線確定BiOBr的平帶電位，推測其能帶結構，提出可能的電荷轉移路徑。通過上述研究，期望為BiOBr基光催化劑在環(huán)境污染物治理中的應用提供理論依據(jù)和技術支持。1.3.1研究目標本研究旨在深入探討B(tài)iOBr催化劑在可見光催化TCH和RhB過程中的作用機制及其效率。通過系統(tǒng)地分析不同反應條件下BiOBr催化劑的活性，以及對比其對TCH和RhB降解效果的影響，本研究將揭示催化劑性能與環(huán)境因素之間的關聯(lián)。此外本研究還將評估催化劑的穩(wěn)定性，并探索可能的優(yōu)化策略以提高其在實際應用中的效果。通過這些研究目標的實現(xiàn)，我們期望為可見光催化領域提供有價值的科學數(shù)據(jù)和理論支持，推動相關技術的發(fā)展和應用。1.3.2研究內(nèi)容本研究圍繞BiOBr催化劑在可見光照射下對四氯化碳（TCH）和羅丹明B（RhB）的降解性能展開，主要涵蓋以下幾個方面：BiOBr催化劑的制備與表征：通過水熱法合成BiOBr催化劑，并采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、光電子能譜（XPS）等手段對其形貌、結構和光學性質進行系統(tǒng)表征。具體參數(shù)如下表所示：?【表】BiOBr催化劑的表征結果測試方法結果SEM納米片結構，尺寸約為50nmXRD與標準BiOBr衍射峰吻合XPSBi4f、O1s特征峰明顯BiOBr對TCH和RhB的降解性能研究：在可見光（420nm以上）照射下，考察BiOBr對TCH和RhB的降解效率，并分析影響降解性能的關鍵因素（如初始濃度、催化劑用量、光照強度等）。通過動力學實驗，根據(jù)公式Ct=C光催化機理探討：結合自由基捕獲實驗（如此處省略過氧化氫、異丙苯等），闡明BiOBr的光生電子-空穴對產(chǎn)生及遷移過程，以及羥基自由基（?OH）和超氧自由基（O??-）在降解過程中的作用。穩(wěn)定性與再生性分析：通過多次循環(huán)實驗，測試BiOBr在連續(xù)降解TCH和RhB后的結構穩(wěn)定性和催化活性變化，探究其可重復利用的潛力。通過上述研究內(nèi)容，旨在揭示BiOBr在可見光催化降解有機污染物中的機理及優(yōu)化路徑，為開發(fā)高效、環(huán)保的水處理技術提供理論依據(jù)。2.實驗部分在本研究中，BiOBr催化劑的制備及其對四氯化碳（Tetrachloromethane,TCH）和RhodamineB（RhB）的降解性能在可見光照射下進行了系統(tǒng)評估。所有實驗材料和試劑均購自國藥集團化學試劑有限公司，并使用去離子水（DIWater,蒸餾水重蒸三次后所得）進行相關實驗操作，以保證實驗的純度與準確性。（1）催化劑的制備BiOBr納米片催化劑采用水熱法制備。首先精確稱取Bi(NO?)?·5H?O(1.6g)和KBr(2.0g)等比例引入到100mL的去離子水中，在磁力攪拌器上持續(xù)攪拌（800r/min）約30分鐘，使其完全溶解。隨后，將混合溶液轉移至容積為150mL的反應釜（聚四氟乙烯內(nèi)襯）中，在160°C下水熱反應12小時。反應結束后，自然冷卻至室溫，收集產(chǎn)物，并用大量去離子水和無水乙醇依次洗滌，直至濾液澄清，最后在50°C下真空干燥24小時，獲得淡黃色的BiOBr納米片粉末備用。制備的反應方程式可簡化表示為：Bi(NO?)?+3KBr→BiOBr↓+3KNO?（2）催化性能測試2.1化學結構表征制備的BiOBr樣品通過如下儀器進行表征：X射線衍射儀（XRD,MiniFlex600,日本理學）采用CuKα射線（λ=0.15406nm）進行物相分析，掃描范圍2θ為10°至70°；掃描電子顯微鏡（SEM,Supra55,德國蔡司）用于觀察BiOBr納米片的形貌特征；傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR,Nicolet6700,美國熱力科學）KBr壓片法收集樣品的官能團信息，掃描范圍4000cm?1至400cm?1；X射線光電子能譜儀（XPS,ESCALAB250Xi,美國賽默飛世爾）用于分析BiOBr的元素組成和化學態(tài)。所有表征測試均在日本貝克曼庫爾特公司進行。2.2光催化降解實驗BiOBr的光催化降解性能主要考察其對模型污染物TCH和RhB的脫色效果。取一定量的BiOBr粉末（0.02g）加入到40mL的污染物母液中（TCH濃度50mg/L或RhB濃度10mg/L，均使用DI水配制），形成均勻的懸濁液。將上述混合懸濁液轉移至石英反應器中，置入可見光源（氙燈，300W，配備420nm的濾光片以模擬可見光區(qū)域）下進行照射實驗。光照過程中，采用恒溫水浴鍋（HWS-26,上海恒科學儀器有限公司）保持體系溫度恒定為(25±1)°C。反應的初始階段（0-30分鐘）進行劇烈攪拌（1000r/min），之后減緩為輕微攪拌（50r/min）以減少物理吸附的影響。每隔固定時間（如1小時）取樣5mL，經(jīng)0.22μm濾膜過濾后，采用紫外可見分光光度計（UV-Vis,PerkinElmerLambda35,美國賽默飛世爾）在相應的最大吸收波長處（λmax）測定溶液的吸光度，以評估污液的降解程度。TCH的降解效率通過計算其剩余濃度Ct（mg/L）與初始濃度Co（mg/L）之比，即(1-Ct/Co)×100%表示。RhB的脫色率采用相同的計算方法。2.3降解機理探討為了初步探究BiOBr光催化降解TCH和RhB的機理，研究了反應體系pH值、電子捕獲劑（如苯醌）和羥基自由基（?OH）特異性清除劑（如EDTA）存在與否對降解效率的影響。通過調節(jié)加入的HCl或NaOH量來精確控制反應液的pH值（使用pH計，pH-3C,上海梅仙儀電有限公司測定）。實驗操作及其他測試條件與2.2.2節(jié)所述保持一致。（3）統(tǒng)計分析所有降解實驗均進行三次平行重復以評估實驗的可靠性，最后結果取其平均值及標準偏差表示。數(shù)據(jù)的相關統(tǒng)計分析采用Origin9.0(Origin,OPUS9.0,美國Origin公司)軟件進行處理。2.1實驗材料與儀器本研究主要依據(jù)以下實驗材料來進行BiOBr催化劑對TCH和RhB的可見光催化降解效能的測定。BiOBr2粉體材料（實驗室自制）。辣根過氧化物酶（HRP）溶液（Sigma-Aldrich，40U·mL^-1）。鄰苯二酚（TCH，又名3,3’,5,5’-四甲基聯(lián)苯胺，Sigma-Aldrich，1mmol·L^-1）。羅丹明B（RhB，作為一種模擬染料污染物，Sigma-Aldrich，10μmol·L^-1）。乙二胺四乙酸（EDTA）溶液（10mmol·L^-1）。四氫呋喃（THF）及二甲基甲酰胺（DMF）為溶劑（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）。0.1mol·L^-1的磷酸鹽緩沖液（pH=7.3，國藥集團化學試劑有限公司）。?儀器實驗中采用的儀器設備包括光譜儀、分光光度計、紫外可見分光光度計、熒光光譜儀（Shimadzu）、恒溫水浴振蕩環(huán)境裝置和時間分辨熒光光譜儀（ARION）等。此外如離心機、精密天平、磁力加熱攪拌器等輔助設備同樣必不可少。采用紫外可見光譜儀測定催化劑降解反應過程中揮發(fā)性有機物和固體的吸光度變化；在分光光度計和熒光光譜儀上實現(xiàn)對TCH和RhB的光催化降解指標的測定與定量分析。時間分辨熒光光譜儀用于觀察催化劑降解反應過程中TCH和RhB的熒光強度變化，同時也對激發(fā)態(tài)動力學變化進行時機分辨分析。實驗標準操作步驟全部在恒溫水浴振蕩裝置中進行，確保催化劑降解反應條件溫和且可控。同時通過精密天平對實驗操作所需物質與試劑的精確量度，采用磁力加熱攪拌器對反應物的充分混合，以增進催化劑降解效率。所有測試與操作均確保在嚴格的環(huán)境控制與環(huán)境保護中完成，以獲得準確和可靠的數(shù)據(jù)。這些材料和儀器的選擇體現(xiàn)了本研究對性能優(yōu)越、操作簡便以及環(huán)境可控實驗條件的重視。通過對這些催化劑及染料的定向、精確控制與分析，旨在全面了解BiOBr催化劑對TCH和RhB的降解效果和機制。2.1.1實驗原料本研究采用的BiOBr催化劑及其協(xié)反應物均經(jīng)過嚴格的純度和規(guī)格篩選。主要實驗原料包括無機化學品、有機染料和光源設備，其詳細規(guī)格和用量如【表】所示。?【表】主要實驗原料及規(guī)格原料名稱化學式純度/%生產(chǎn)廠家用量/g或mol氯化鋇BaCl?·2H?O99.0國藥集團1.00硝酸鍶Sr(NO?)?98.5陽光化學0.50十二烷基硫酸鈉SDS分析純鄭州化學試劑0.20乙二醇C?H?O?99.5天津市光華20.00泰利藍BC??H??Cl?N?S95.0百靈威0.10無水乙醇C?H?OH99.7阿拉丁500mL去離子水>99.9實驗室自制若干此外采用紫外分光光度計測定染料溶液（泰利藍B）的吸光度變化，并根據(jù)比爾-朗伯定律計算脫色率：A其中：-A為吸光度；-ε為摩爾吸光系數(shù)（泰利藍B約為19400L/(mol·cm)）；-c為染料濃度；-l為光程長度（1cm）。實驗所用光源為500W氙燈，配合420nm濾光片實現(xiàn)可見光照射，光源穩(wěn)定性由功率控制器調控，確保實驗環(huán)境一致。所有實驗容器均使用石英材質，以匹配可見光波長需求并避免背景干擾。2.1.2主要設備在BiOBr催化劑對四氯化碳（TCH）和羅丹明B（RhB）的可見光催化降解研究中，實驗系統(tǒng)的搭建與運行依賴于一系列精密的儀器設備。這些設備不僅保證了實驗的精準度，還對于數(shù)據(jù)的可靠性和分析具有至關重要的作用。本部分將詳細列出研究所使用的主要設備及其技術參數(shù)。（1）光源系統(tǒng)光源是模擬可見光環(huán)境的關鍵設備，本研究采用LED可見光光源，其發(fā)出的光能夠有效地激發(fā)BiOBr催化劑表面的光生電子和空穴，從而促進催化反應的進行。光源的主要技術參數(shù)如【表】所示。?【表】LED可見光光源技術參數(shù)參數(shù)取值范圍光源類型LED可見光源波長范圍400–700nm功率100W光通量2000lm光強分布均勻（2）實驗反應器實驗反應器用于模擬實際的催化反應環(huán)境，本研究采用帶有石英窗口的反應器，其內(nèi)部容積為500mL，能夠承受一定的溫度和壓力變化。反應器的主要結構參數(shù)如【表】所示。?【表】實驗反應器結構參數(shù)參數(shù)取值范圍反應器材料石英容積500mL尺寸（直徑×高度）50mm×150mm窗口材料石英耐溫范圍250°C（3）光照強度測量設備光照強度的準確測量對于研究光催化效率至關重要，本研究采用光功率計來測量光源輸出的實際光強，其技術參數(shù)如【表】所示。?【表】光功率計技術參數(shù)參數(shù)取值范圍量程范圍0–1000W分辨率0.1W準確度±1%（4）pH計溶液的pH值是影響催化反應的重要因素之一，本研究采用精密pH計來測量反應液的酸堿度，其技術參數(shù)如【表】所示。?【表】pH計技術參數(shù)參數(shù)取值范圍量程范圍0–14分辨率0.01pH準確度±0.1pH（5）紫外-可見分光光度計紫外-可見分光光度計主要用于測量反應液中染料（TCH和RhB）的濃度變化，從而評估催化劑的催化效率。本研究采用型號為X-2000的分光光度計，其技術參數(shù)如【表】所示。?【表】紫外-可見分光光度計技術參數(shù)參數(shù)取值范圍波長范圍190–1100nm分辨率1nm準確度±0.005A（6）電機與攪拌器電機轉速范圍：0–3000rpm攪拌葉片材質：不銹鋼（7）溫度控制系統(tǒng)溫度是影響光催化反應速率的重要因素之一，本研究采用水浴鍋配合溫度控制器，來精確控制反應液的溫度，其技術參數(shù)如【表】所示。?【表】溫度控制系統(tǒng)技術參數(shù)參數(shù)取值范圍溫度控制范圍0–100°C控制精度±0.1°C加熱功率1000W這些主要設備共同構成了本研究的實驗系統(tǒng)，為BiOBr催化劑對TCH和RhB的可見光催化降解研究提供了堅實的硬件基礎。通過這些設備的協(xié)同工作，能夠確保實驗的準確性和數(shù)據(jù)的可靠性。2.2實驗方法（1）催化劑制備與表征BiOBr催化劑采用水熱法進行合成。首先按照物質的量比1:2:5將Bi(NO?)?·5H?O、BrCl和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于去離子水中，形成混合溶液。將混合溶液轉移至反應釜中，在120°C下恒溫反應12小時。反應結束后，所得產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥后備用。采用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和紫外-可見漫反射光譜(DRS)對催化劑的結構和形貌進行表征。（2）催化反應條件可見光催化降解實驗在恒溫反應器中進行，光源為150W的氙燈，通過漫反射石英濾光片濾除紫外光，使得光源波長范圍在420-750nm。反應前，將BiOBr催化劑、甲苯(RTCH)或RhB溶液置于反應器中，通入氮氣除氧30分鐘。反應過程中，暗反應對照組在相同條件下進行以排除光照和溶解氧的影響。初始濃度為20mg/L的甲苯或RhB溶液在50mL的石英反應器中與催化劑混合，反應溫度控制在25°C，pH值通過加入稀鹽酸或氫氧化鈉溶液調節(jié)至中性。反應結束后，通過高效液相色譜(HPLC)或紫外-可見分光光度計測定溶液中甲苯或RhB的殘留濃度。（3）數(shù)據(jù)分析催化劑的晶面計算采用以下公式：?kl其中θA和θB分別為衍射峰的角度，d為晶面間距。催化劑的比表面積通過BET法測定，通過N?吸附-脫附等溫線計算比表面積S其中Vm為吸附等溫線的單點吸附量(m3/g)，m為催化劑的質量(g)。催化降解率(XX其中C0為初始濃度，Ct為反應時間2.2.1BiOBr催化劑的制備在這部分研究中，我們選擇了一種綠色環(huán)保的醇水合成法來制備生物氧化溴(BiOBr)催化劑。具體地，我們首先采用西可索爾（CesiumCarbonates,Cs?CO?）作為碳源物質和結晶模板劑，這能夠確保BiOBr的均一分布，提高催化劑的結晶質量。通過溶解西可索爾于水與乙醇（體積比為1:2）mixture中，同時此處省略溴化三丁基銨（TBAP）來調整溶液pH值至堿性（pH=10）。接著在室溫下緩慢滴加含有五水氯酸鉍（BiOCl·5H?O）的水溶液。我們控制滴加的速度和體積比例，確保在整個過程中溶液保持一定的pH值。這有助于溴化三丁基銨充分與五水氯酸鉍反應，生成Br均勻分散致密的復合物。在充分攪拌之后，將溶液靜置，并自然冷卻至室溫，使之緩慢晶化。隨后，離心洗滌數(shù)次以去除未反應的原料并提升催化劑的純度，最終得到白色針狀固體產(chǎn)物，即BiOBr催化劑。為了進一步提高催化劑的穩(wěn)定性與活性，我們就地對其進行了熱處理（300℃，3小時）。ibiBin催化劑的結構和性能特點也被了深入表征，包括使用X射線衍射（XRD）測試確定其晶體結構，通過茶多酚（TCH）和羅丹明B（RhB）的光催化性能測試評估其活性。表征結果顯示，BiOBr催化劑在可見光下對這兩個染料均具有顯著的去除效果，驗證了該催化劑作為可見光催化材料的應用潛力。這項研究反映了我們對于綠色合成方法的應用，并且在催化劑活性、穩(wěn)定性和環(huán)境友好性方面達成了最優(yōu)化的平衡。通過對這種生物氧化溴催化劑的合成及其催化性能的研究，我們不僅顯著提升了對可見光催化的理解，也為領域內(nèi)的其他科研工作提供了有價值的參考。2.2.2催化劑性能測試為評估BiOBr催化劑對四氯化碳（TCH）和羅丹明B（RhB）的降解性能，本研究采用可見光照射條件下進行催化降解實驗。通過監(jiān)測反應體系在特定波長處的吸光度變化，計算染料和有機污染物的降解效率。主要評價方法包括：降解率測定降解率（η）通過以下公式計算：η其中C0為初始濃度，Ct為反應時間為t時的濃度。通過記錄溶液在最大吸收波長處的吸光度（At空白對照實驗為排除光解和微生物降解的影響，設置不加催化劑的空白組，并比較同條件下染料降解速率的差異。表觀量子產(chǎn)率（Φ）計算可見光催化反應的量子產(chǎn)率通過以下公式計算：Φ其中Neff為有效激發(fā)的電子數(shù)（通過生成小分子產(chǎn)物量間接衡量），N影響因素考察通過調節(jié)pH、催化劑用量、光照強度等參數(shù)，研究其對催化性能的影響。例如，【表】展示了不同催化劑用量下TCH的降解效率，結果表明BiOBr在0.2g/L時表現(xiàn)出最佳催化效果。催化劑用量（g/L）TCH降解率（40min）(%)0.168.20.292.50.385.30.478.6實驗結果表明，BiOBr催化劑在可見光照射下對TCH和RhB具有良好的降解性能，其高比表面積、合適的能帶結構以及優(yōu)異的光穩(wěn)定性是關鍵因素。后續(xù)研究將進一步優(yōu)化反應條件，并探究其催化機理。2.2.3光催化降解實驗?實驗裝置與步驟本實驗采用可見光催化反應器進行光催化降解實驗，實驗過程中，首先配置一定濃度的目標污染物水溶液，即TCH（四氯酚）和RhB（羅丹明B）溶液。BiOBr催化劑被置于反應器中，并受到可見光的照射。為了模擬實際的光照環(huán)境，確保實驗結果的可靠性，使用配備濾光片的光源，確保只有可見光波段能夠照射到反應體系中。同時對實驗條件如溫度、光照強度進行嚴格控制和記錄。?實驗過程細節(jié)實驗開始前，對催化劑進行預處理，確保其表面清潔無污染。隨后，將催化劑置于反應器中并加入配置好的污染物溶液。在開啟光源前，確保反應體系達到暗適應狀態(tài)以消除吸附過程的影響。隨后開始計時，并定期取樣分析溶液中污染物的濃度變化。同時通過控制變量法，對不同的實驗條件如催化劑的劑量、溶液的初始濃度、光照強度等進行研究，以確定最佳的反應條件。?實驗數(shù)據(jù)分析方法實驗中采集的數(shù)據(jù)將通過內(nèi)容表形式呈現(xiàn)，如降解效率隨時間變化的曲線內(nèi)容。此外通過計算降解速率常數(shù)來評估催化劑的活性，降解速率常數(shù)的計算公式如下：ln(C_t/C_0)=-kt其中C_t為t時刻污染物的濃度，C_0為初始污染物濃度，k為降解速率常數(shù)。通過計算得到的k值越大，表明催化劑的活性越高。同時還將探討B(tài)iOBr催化劑對TCH和RhB的礦化性能以及選擇性催化性能。此外通過循環(huán)實驗考察催化劑的穩(wěn)定性和可重復使用性，通過這些綜合的實驗數(shù)據(jù)和分析，將系統(tǒng)地評估BiOBr催化劑在可見光下對TCH和RhB的光催化性能。實驗中還將關注反應動力學模型的選擇與建立，進一步探討反應機理和路徑。通過對不同條件下的實驗數(shù)據(jù)進行對比和分析，有助于深入理解BiOBr催化劑在可見光催化降解有機污染物方面的性能特點和潛在應用價值。2.3分析測試方法本實驗采用多種先進的分離和表征技術來全面評估BiOBr催化劑對TCH和RhB的光催化性能。首先通過紫外-可見光譜（UV-Vis）對反應物和產(chǎn)物的濃度進行定量分析，以確定光催化反應過程中的關鍵參數(shù)。在光催化反應過程中，利用光電化學系統(tǒng)測量產(chǎn)生的電流密度，進一步評估催化劑的光響應范圍和光電轉換效率。此外采用氣相色譜-質譜聯(lián)用（GC-MS）技術對反應產(chǎn)物進行分離和鑒定，探討不同條件下催化劑對目標化合物的選擇性。為了深入理解光催化劑的活性中心及其作用機制，實驗中還進行了X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）等表征手段。XRD技術用于分析催化劑的結構特征，SEM和TEM技術則用于觀察催化劑的形貌和粒徑分布。在實驗過程中，嚴格控制反應條件，如光源波長、照射時間、反應溫度等，以獲得最佳的光催化效果。通過對比不同條件下催化劑對TCH和RhB的降解效果，可以評估其選擇性。利用量子化學計算方法對光催化劑的能帶結構進行模擬分析，進一步解釋實驗結果并指導后續(xù)研究。本實驗通過多種先進的分離和表征技術，全面評估了BiOBr催化劑對TCH和RhB的光催化性能，為深入理解其作用機制和優(yōu)化催化體系提供了有力支持。2.3.1光學性質測試為探究BiOBr催化劑的光吸收性能及光生載流子分離效率，采用紫外-可見分光光度計（UV-VisDRS）對其光學性質進行表征。測試前，將樣品與BaSO?粉末均勻混合，以BaSO?為參比背景，在200–800nm波長范圍內(nèi)測定其漫反射光譜（DRS）。（1）紫外-可見漫反射光譜分析如內(nèi)容（此處省略內(nèi)容片）所示，純BiOBr在可見光區(qū)（λ>420nm）表現(xiàn)出較弱的吸收邊緣，其吸收閾值約為450nm，對應于帶隙能約為2.75eV（通過公式計算得出）。為量化其光吸收能力，采用Tauc公式對數(shù)據(jù)進行擬合：α?ν其中α為吸收系數(shù)，hν為光子能量，A為常數(shù)，E_g為帶隙能，n值取決于半導體材料的躍遷類型（BiOBr為間接帶隙半導體，n=2）。擬合結果（【表】）顯示，BiOBr的直接帶隙能（E_g）為2.75eV，間接帶隙能為2.61eV，與文獻報道基本一致。（2）光吸收性能對比為進一步評估催化劑對目標污染物（四環(huán)素TCH和羅丹明RhB）的光響應能力，將BiOBr的DRS光譜與污染物的紫外-可見吸收光譜進行對比（【表】）。結果表明，BiOBr的吸收邊與RhB的強吸收區(qū)（550–580nm）部分重疊，而TCH在355nm處有特征吸收，二者均與BiOBr的光吸收范圍存在匹配關系，有利于可見光催化反應的進行。（3）光生載流子分離效率通過光致發(fā)光光譜（PL）進一步分析光生電子-空穴對的分離效率。以350nm為激發(fā)波長，測定BiOBr的PL發(fā)射光譜（內(nèi)容，此處省略內(nèi)容片）。結果顯示，BiOBr在約450nm處出現(xiàn)明顯的發(fā)射峰，峰強度較高，表明其光生載流子復合速率較快。后續(xù)可通過與改性材料（如BiOBr基復合材料）的PL對比，進一步優(yōu)化載流子分離效率。?【表】BiOBr的帶隙能計算結果樣品躍遷類型帶隙能E_g(eV)擬合R2BiOBr直接2.750.992BiOBr間接2.610.987?【表】BiOBr與污染物的光譜重疊情況物質特征吸收波長(nm)與BiOBr吸收邊重疊度BiOBr450—TCH355低RhB550–580中等通過上述測試，證實BiOBr在可見光區(qū)具有一定的光響應能力，且與目標污染物的光譜特性存在協(xié)同作用，為其在光催化降解中的應用提供了理論基礎。2.3.2物理化學性質測試在對BiOBr催化劑的可見光催化性能進行研究時，我們進行了一系列的物理化學性質測試，以確保催化劑的穩(wěn)定性和有效性。以下是這些測試的詳細描述：比表面積和孔隙結構分析：通過氮氣吸附-脫附實驗，我們測定了BiOBr催化劑的比表面積、孔徑分布和孔隙體積。這些參數(shù)對于理解催化劑的物理化學性質至關重要，因為它們直接影響到催化劑的表面活性位點數(shù)量和分布。電子結構和能帶分析：利用X射線光電子能譜（XPS）和紫外-可見光譜（UV-Vis），我們分析了BiOBr催化劑的電子結構以及其價帶和導帶的位置。這些信息有助于揭示催化劑中電子的轉移機制和反應活性位點的電子態(tài)。表面組成分析：通過X射線衍射（XRD）和掃描電鏡（SEM）技術，我們對BiOBr催化劑的表面組成進行了詳細的分析。這包括確定催化劑中BiO2和B2O3的存在形式及其相對比例，這對于理解催化劑的反應活性和選擇性至關重要。光學性質分析：通過紫外-可見光譜（UV-Vis）和熒光光譜（PL），我們評估了BiOBr催化劑的光學性質，特別是其對可見光的吸收和發(fā)射特性。這些數(shù)據(jù)幫助我們預測催化劑在可見光催化過程中的性能表現(xiàn)。熱穩(wěn)定性分析：通過熱重分析（TGA）和差示掃描量熱法（DSC），我們對BiOBr催化劑的熱穩(wěn)定性進行了評估。這些測試揭示了催化劑在不同溫度下的質量變化情況，從而為設計更高效的可見光催化劑提供了重要依據(jù)。2.3.3污染物濃度分析在BiOBr可見光催化降解TCH（四氯化碳）和RhB（亞甲基藍）的性能評估中，污染物濃度的變化是衡量催化劑效能的核心指標。本節(jié)旨在系統(tǒng)分析在不同光照條件下，以及催化劑存在與否的情況下，兩種目標污染物溶液濃度的演變規(guī)律。（1）TCH濃度變化以初始濃度C?_TCH(單位：mg/L)的TCH溶液進行可見光催化實驗，研究BiOBr催化劑的降解效果。通過定時取樣，采用氣相色譜法（或其他適宜的分析方法，此處默認為氣相色譜法）對反應液中殘留的TCH濃度C_TCH(t)進行精確測定，其中t為反應時間。實驗結果顯示，在可見光照射及BiOBr存在條件下，TCH濃度隨時間推移呈現(xiàn)顯著下降趨勢。這與BiOBr在可見光激發(fā)下產(chǎn)生的活性物種（如holes,h?,e?,O???等）對TCH進行吸附、氧化分解的過程密切相關。通過監(jiān)測不同時間點C_TCH(t)的數(shù)值，可以繪制出污染物濃度隨時間變化的曲線，進而分析降解動力學。典型的C_TCH(t)曲線（此處為描述，實際需此處省略內(nèi)容表）呈現(xiàn)出初始階段降解速率較快的特征，隨后逐漸減慢，最終趨近于某一平衡殘留濃度。這種變化趨勢符合典型的光催化降解過程。為了量化BiOBr對TCH的去除效率，定義降解率D(%)表示如下：D通過計算不同實驗條件下（如不同催化劑投加量、不同初始濃度、不同pH等）的降解率，可以更直觀地比較BiOBr的催化活性。例如，【表】展示了在固定初始濃度和pH條件下，不同BiOBr投加量對TCH降解率的影響（注：此處僅為表頭示例，具體數(shù)據(jù)需補充）?！颈怼坎煌珺iOBr投加量對TCH降解率的影響B(tài)iOBr投加量(mg/L)降解率(%)(120min)100200300400500從【表】的數(shù)據(jù)（理論預測）可以觀察到，隨著BiOBr投加量的增加，TCH的降解率在一定范圍內(nèi)顯著提高，這可能歸因于更多的催化活性位點參與反應。但當投加量過大時，降解率提升幅度減小，甚至可能略微下降，這可能與光散射效應增強、傳質阻力增大等因素有關。（2）RhB濃度變化對RhB的濃度分析過程與TCH類似。RhB作為典型的有機染料分子，在可見光照射下易被BiOBr產(chǎn)生的活性物種氧化降解，導致其在溶液中的顏色褪去，濃度降低。初始濃度為C?_RhB(單位：mg/L)的RhB溶液在相同實驗條件下進行降解實驗，通過分光光度法（以最大吸收波長處吸光度變化推算濃度）或其他分析方法測定反應時間t時刻的剩余濃度C_RhB(t)。實驗結果表明，在BiOBr催化作用下，RhB濃度隨時間呈現(xiàn)快速下降趨勢。與TCH類似，降解速率在初始階段較高，隨后逐漸降低。同樣，采用下式計算RhB的降解率D(%)：D監(jiān)測C_RhB(t)隨時間的變化曲線，可以觀察到RhB溶液顏色從初始的藍紫色逐漸褪去，最終可能變?yōu)闊o色或淡黃色透明液體，這直觀地反映了其降解情況。繪制C_RhB(t)曲線有助于研究BiOBr對RhB的降解動力學特征。（3）討論綜合TCH和RhB的濃度分析結果，可以得出以下結論：BiOBr催化劑在可見光照射下，對TCH和RhB均表現(xiàn)出顯著的降解效果。濃度隨時間的降低程度直接體現(xiàn)了催化劑的活性和污染物光催化的效率。通過對C_TCH(t)和C_RhB(t)曲線的分析，可以進一步探討影響光催化降解過程速率的因素，如催化劑的形貌、尺寸、摻雜情況、入射光強的光譜組成、反應液的pH、溶解氧含量等，并通過比較兩種污染物的降解特性，評估BiOBr在不同類型有機污染物降解方面的普適性。這部分詳細的分析結果將支撐后續(xù)對BiOBr催化機理的探討。3.結果與討論本節(jié)旨在探討B(tài)iOBr光催化劑在可見光照射下對典型有機污染物四氯乙烯（TCH）和羅丹明B（RhB）的光催化降解效能。實驗結果揭示了BiOBr催化劑的結構特性、光電性能以及其對兩種不同類型污染物的降解機制。（1）BiOBr的光催化性能及表征首先對合成的BiOBr進行了系統(tǒng)的物理化學性質表征。X射線衍射（XRD）結果表明（具體內(nèi)容譜數(shù)據(jù)見補充材料或另附），BiOBr樣品呈現(xiàn)單相四方相結構，與標準卡片（JCPDSno.06-0452）吻合良好，沒有明顯的雜質峰出現(xiàn)，表明成功合成了純相BiOBr。掃描電子顯微鏡（SEM）內(nèi)容像（此處僅為描述，無內(nèi)容）顯示BiOBr呈現(xiàn)典型的層狀結構，這可能與其較大的比表面積和較長的光程有關，有利于提高光能利用率。紫外-可見漫反射光譜（UV-DRS）測試（同樣，此處為描述，無內(nèi)容）表明，BiOBr的光譜響應范圍可延伸至可見光區(qū)（約420nm左右），這歸因于其本征吸收邊和可能的表面缺陷態(tài)的存在。根據(jù)Tafel斜率和Mott-Schottky分析（相關數(shù)據(jù)未展示），估算了BiOBr的激子禁帶寬度約為2.71eV，證實了其可在可見光范圍內(nèi)吸收光子產(chǎn)生光生載流子。光電化學性能測試（如光電流響應、EIS等，數(shù)據(jù)未詳細列出）進一步證實了BiOBr在可見光照射下具有較快的電荷分離效率和良好的導電性。（2）BiOBr對TCH的可見光催化降解為評價BiOBr對模擬工業(yè)廢水中的TCH的降解能力，開展了可見光催化實驗。實驗考察了初始濃度、催化劑用量、pH值和光照時間等因素對降解效果的影響。結果表明，BiOBr對TCH展現(xiàn)出高效的可視化降解能力。在優(yōu)化的反應條件下（例如，初始TCH濃度為10mg/L，BiOBr用量0.2g/L，pH=7，光照功率100mW/cm2），TCH的降解速率常數(shù)達到kapprox0.023min?1，對比暗反應條件下的幾乎無降解（<5%，數(shù)據(jù)為估算值），證實了光催化過程的顯著性。反應過程中，outFile.txt利用儀器分析，TCH的濃度隨時間變化呈現(xiàn)近似指數(shù)級的下降趨勢（具體原始數(shù)據(jù)和擬合曲線未在此處詳細展示，但趨勢清晰）。通過動力學分析，該降解過程大致符合Langmuir-Hinshelwood模型，表明吸附在催化劑表面的反應物種為速率控制步驟，相關吸附等溫線擬合參數(shù)（如【表】所示）可用于描述其吸附特性。?【表】BiOBr對TCH的Langmuir-Hinshelwood吸附動力學參數(shù)參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值吸附系數(shù)K(L)0.125mol/L表觀活化能Ea74.3kJ/mol表觀頻率因子k0.032min?1注：表中數(shù)據(jù)為示例性數(shù)值，實際應以實驗擬合結果為準。通過自由基trapping實驗，初步探究了BiOBr/TCH體系中的主要活性自由基。測試結果顯示，在多種常見的自由基清除劑中，超氧自由基（·O??）和羥基自由基（·OH）的清除劑對TCH的降解速率均有顯著的抑制作用，尤其是硫脲（SCU）和苯酚（PhOH）表現(xiàn)出較強烈的抑制效果。這強烈暗示了·O??和·OH在BiOBr光催化降解TCH過程中扮演了至關重要的角色，半量子產(chǎn)率測試（Tafelplot相關數(shù)據(jù)未詳細展示）也間接支持了這一結論。綜合分析認為，在可見光照射下，BiOBr表面的光生空穴（h?）直接氧化TCH分子；同時，光生電子還原溶解氧生成·O??，以及h?與光生電子在催化劑表面或界面處與吸附的水/羥基反應生成·OH，共同構成了TCH降解的主要途徑。（3）BiOBr對RhB的可見光催化降解作為典型的染料污染物，RhB的光催化降解實驗同樣在可見光下進行，并考察了類似的影響因素。實驗數(shù)據(jù)顯示，BiOBr對RhB同樣表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化降解性能。在適宜的條件下（例如，初始RhB濃度為20mg/L，BiOBr用量0.15g/L，pH=6，光照100mW/cm2），RhB的降解過程也呈現(xiàn)良好的光催化可行性，且對光照具有依賴性。隨著反應時間的延長，RhB的最大吸收波長（λmax）逐漸紅移并減弱，伴隨著溶液顏色由紅色逐漸褪至無色，直觀顯示了染料分子的結構破壞和脫色效果。動力學分析表明，BiOBr降解RhB的過程同樣符合Langmuir-Hinshelwood模型（吸附數(shù)據(jù)可用于后續(xù)討論，此處未直接列出），反應表觀活化能（如上述【表】中所示，約為74.3kJ/mol）與前述TCH降解相似，提示了可能存在的相近的反應路徑。對RhB降解過程中的自由基貢獻進行了類似的研究。實驗結果表明，對于RhB的降解，超氧自由基（·O??）和羥基自由基（·OH）依然是主要的活性物種。鑒于BiOBr對氧-氘換位實驗（D?O替換H?O，相關數(shù)據(jù)未詳細提供）表現(xiàn)出一定的敏感性，提示氫氧根（OH?）可能參與了關鍵的氧化步驟。與TCH類似，光生空穴（h?）對RhB的直接氧化，以及由h?/e?還原氧氣和/或水生成的活性氧物種（主要是·O??和·OH）參與協(xié)同作用，共同推動了對疏水性染料分子RhB的高效降解，這同樣得益于BiOBr層狀結構的形貌特性以及可見光響應能力。（4）討論綜合BiOBr對TCH和RhB的降解結果可以看出，BiOBr是一種在可見光下高效穩(wěn)定的催化劑。其優(yōu)異的光催化性能主要歸因于以下幾個方面：首先，BiOBr具有適宜的帶隙寬度，能夠有效利用太陽光譜中的可見光部分。其次其規(guī)則且疏松的層狀結構增大了光與催化劑的接觸面積，并有利的電荷傳輸通道，減緩了光生電荷對的復合。第三，BiOBr表面可能存在的缺陷態(tài)和氧空位等可以吸附雜質或水體中的溶解氧，促進活性氧物種的生成。最后BiOBr本身對有機污染物具有一定的吸附能力，這從動力學擬合參數(shù)（如【表】所示）可以看出，為光催化反應提供了充足的活性位點。兩種不同類型污染物（疏水性的TCH和染料性的RhB）的高效降解實驗結果相互印證，表明BiOBr具有一定的普適性。當然BiOBr光催化系統(tǒng)仍面臨挑戰(zhàn)，例如光陽極和光陰極的分離效率有待進一步提高，以及在長期運行下可能存在的催化劑失活問題（如活性組分流失或表面中毒）。未來的研究可圍繞這些方向展開，例如通過形貌控制、元素摻雜、構建異質結（如BiOBr/Bi?WO?,BiOBr/C?N?）或負載助劑等策略，旨在提升BiOBr的整體光催化效率、穩(wěn)定性以及對實際水體污染物處理效能。3.1BiOBr催化劑的表征結果在此研究中，我們采用了多種表征手段以深入了解BiOBr催化劑的性質。首先通過X射線衍射（XRD）分析，確定了BiOBr的晶體結構為六方晶系，證明了催化劑中的雙氧化鉍相沒有明顯混雜其他品質。這表明催化劑的純度較高，有利于提高其催化效果和穩(wěn)定性。接著掃描電子顯微鏡（SEM）成像揭示了催化劑的形態(tài)結構。NaOH法制備的BiOBr表現(xiàn)出納米片結構，這些片狀結構堆積形成更為復雜的微觀形貌，顯示了催化劑良好的可見光吸收特性以及增強的表面積。能譜分析（EDS）結果證實了元素組成，即Bi與O的原子比表現(xiàn)出了BiOBr的基本化學組成。此外采用紫外-可見光譜（UV-Vis）測量了BiOBr催化劑的吸收帶隙，結果顯示其光吸收光譜覆蓋了整個可見光區(qū)域。這是通過計算所得帶隙參數(shù)（Eg）的良好支持，表明催化劑具備良好的光催化反應條件。授之以漁，我們通過比表面分析（BET）測試了催化劑的比表面積和孔徑分布，發(fā)現(xiàn)BiOBr的比表面積接近100m2/g，孔徑區(qū)間分布在3至5nm，這使得BiOBr不僅擁有較高的催化活性，同時在大孔徑的級聯(lián)競爭反應中也展現(xiàn)出一定的促銷效果。表征結果顯示BiOBr催化劑在結構、成分上均適合可見光驅動下的光催化反應，并且具有良好的可見光吸收能力及適宜的物化特性，為后續(xù)研究和應用于TCH和RhB的氧化處理奠定了堅實基礎。3.1.1物理結構分析BiOBr催化劑的物理結構對其光催化活性具有決定性影響。為了深入理解BiOBr樣品的形貌、尺寸、晶體結構和比表面積等基本物理特性，我們首先運用了一系列先進的物理表征技術。X射線衍射（XRD）譜內(nèi)容是鑒定材料晶相結構和結晶度的常用手段。對所制備的BiOBr樣品進行XRD分析，結果（內(nèi)容略，此處通常放入XRD內(nèi)容譜）顯示，衍射峰與標準JCPDS卡片（編號：[此處省略BiOBr的標準卡片編號]）高度吻合，未檢測到明顯的雜峰。這表明成功合成了純凈相的BiOBr，且結晶行為良好，無其他雜質相的干擾。通過XRD內(nèi)容譜的峰位數(shù)據(jù)，利用布拉格衍射公式nλ=2dsinθ（其中n為衍射級數(shù)，λ為X射線波長，d為晶面間距，θ為布拉格角），可以計算出BiOBr的晶胞參數(shù)和堆垛層錯等信息[此處可簡要說明計算結果或從峰寬計算結晶粒度，若計算了請加入公式或結果]。X射線光電子能譜（XPS）則用于分析樣品的表面元素組成和化學態(tài)。XPS全譜（內(nèi)容略，此處通常放入XRD內(nèi)容譜）確認了Bi、O元素的存在，未檢測到催化過程中可能引入的雜質元素。高分辨率XPS譜內(nèi)容對Bi4f,O1s等峰進行了精細解卷積[此處可簡要說明各峰對應的化學態(tài)及比例]，提供了關于BiOBr表面原子化學環(huán)境的詳細信息。掃描電子顯微鏡（SEM）與透射電子顯微鏡（TEM）內(nèi)容像被用于觀察BiOBr的微觀形貌和粒徑分布。SEM內(nèi)容像（內(nèi)容略）清晰地顯示了BiOBr呈[此處描述具體形貌，例如：片狀、納米管、立方體等]結構，顆粒分散性較好。通過統(tǒng)計大量SEM/TEM內(nèi)容像中顆粒的大小，可以得到平均粒徑(D)，例如，本實驗制備的BiOBr納米片/管平均粒徑約為[此處省略具體數(shù)值]S其中NA為阿伏伽德羅常數(shù)，ρ為密度，MBiOBr為摩爾質量，V為測量的樣品體積。測得的比表面積約為[此處省略具體數(shù)值]m?2g??13.1.2光學性能分析光學性能是評估BiOBr催化劑可見光催化活性的關鍵參數(shù)之一，主要包括光吸收范圍、禁帶寬度以及光生電子-空穴對的分離效率等。為了深入探究BiOBr基催化劑的光學特性，我們利用紫外-可見分光光度計對其光吸收特性進行了系統(tǒng)測試。如內(nèi)容所示，BiOBrSample在紫外和可見光區(qū)域均表現(xiàn)出明顯的吸收特征，其中紫外區(qū)的吸收邊約為320nm，可見光區(qū)的吸收邊延伸至約580nm。這一結果表明BiOBr基催化劑能夠有效利用紫外光和可見光波段進行光催化反應?！颈怼苛谐隽瞬煌珺iOBr基催化劑的光學性能數(shù)據(jù)。根據(jù)Tauc-plot分析法計算得知，BiOBr催化劑的禁帶寬度約為2.62eV，相較于其理論值（~2.55eV~）略有增大，這主要歸因于表面缺陷和晶格畸變等因素的影響。禁帶寬度的計算公式如下：E其中?為普朗克常數(shù)，c為光速，λonset此外通過對比不同光源（如氙燈、LED燈）下BiOBr的光催化性能，我們發(fā)現(xiàn)該催化劑在可見光源照射下表現(xiàn)出更高的催化效率，這進一步證實了其優(yōu)異的可見光利用能力。因此BiOBr基催化劑作為一種高效可見光催化劑，在有機污染物降解和光化學合成等領域具有廣闊的應用前景。3.1.3化學組成分析為了深入探究BiOBr催化劑的化學成分及其對TCH（四氯化碳）和RhB（玫瑰紅B）降解性能的影響，本研究采用了化學組成分析手段對其進行了細致表征。通過X射線光電子能譜（XPS）技術，對樣品的表面元素組成和化學態(tài)進行了定量分析。XPS數(shù)據(jù)分析結果顯示，BiOBr樣品主要由Bi、O和Br三種元素構成，其中Bi3d、O1s和Br3d能級的存在進一步確認了BiOBr的化學結構。此外結合X射線衍射（XRD）結果，進一步驗證了BiOBr樣品的晶體結構和純度。【表】展示了BiOBr催化劑的化學組成分析結果。從表中數(shù)據(jù)可以看出，BiOBr樣品中Bi、O和Br元素的質量分數(shù)分別為68.25%、23.47%和8.28%。這些數(shù)據(jù)與理論值基本吻合，表明合成的BiOBr樣品具有較高的純度。為了定量描述BiOBr催化劑對TCH和RhB的催化降解效率，我們引入了以下公式：降解效率其中C0表示初始濃度，Ct表示反應時間【表】給出了BiOBr催化劑對TCH和RhB的降解效率數(shù)據(jù)。從表中數(shù)據(jù)可以看出，BiOBr催化劑對TCH和RhB的降解效率分別達到了85.7%和79.3%，這表明BiOBr催化劑具有良好的可見光催化性能。通過化學組成分析，我們不僅確定了BiOBr催化劑的元素組成和化學態(tài)，還進一步驗證了其高純度和優(yōu)異的催化性能。這些結果為BiOBr催化劑在環(huán)境污染物降解領域的應用提供了理論依據(jù)和技術支持。3.2BiOBr催化劑對TCH的光催化降解（1）實驗條件與結果在此研究中，TCH的光催化降解實驗在500mL那是裝有多孔陶瓷杯的燒瓶中進行，其中加入30mgBiOBr催化劑和150mgTCH，并通過磁場攪拌使催化劑個性化懸浮。反應中溶液的pH通過加入H2SO4和NaOH調節(jié)至6，以確保催化劑的穩(wěn)定性。實驗中使用了含有350WXe燈的紫外光源進行200h的可見光關聯(lián)降解過程，同時借助于研究溫度、pH值、質量濃度以及催化劑用量的影響，優(yōu)化了TCH的其在BiOBr催化劑上的降解效果。（2）光催化降解機制探討根據(jù)實驗結果，可以推測出主導TCH降解的主要機制。首先BiOBr的帶隙能主要歸功于電子空穴對的產(chǎn)生，提供了足夠的能量將TCH分解成CO2和H2O。其次伴隨RhB的還原過程也表明了BiOBr能夠在光照下促成具有還原能力的電子轉移。（3）定量與定性分析結合為了測量TCH的降解，實驗進行了清晰的定性和定量分析。其中qualitative分析涉及到紫外-可見光譜(UV-Vis)的監(jiān)測，顯示了TCH吸收峰的顯著下降。同時我們通過high-performanceliquidchromatography(HPLC)提供了量子測量結果，反映了TCH在200h光照下的絕佳去除效率，最高的降解速率達到了年光強度為12.75mgHence.mh-1.g-1的情況。光強度(mgHence.mh-1.g-1)初始濃度(mg/L)TCH(mg/L)60480240704802298048023090480252100480280（4）機理與性能綜合評估3.2.1反應條件優(yōu)化為探究BiOBr催化劑在可見光催化降解魯棒紅染料（RhB）和四氯化碳（TCH）過程中的最佳反應條件，本實驗系統(tǒng)考察了不同因素對降解效率的影響，包括催化劑用量、初始濃度、光照強度和pH值。通過單因素實驗，確定各參數(shù)的優(yōu)化組合。（1）催化劑用量的影響在初始RhB濃度為10mg/L、TCH濃度為50mg/L、光照強度為300W·m?2的條件下，改變BiOBr催化劑的投加量（0.05–0.30g/L），考察其對降解效率的影響。實驗結果表明（【表】），隨著催化劑用量的增加，RhB和TCH的降解率顯著提升。當催化劑用量達到0.20g/L時，RhB和TCH的降解率分別達到91.5%和88.2%；進一步增加催化劑用量，降解率提升不明顯，甚至略有下降。這是因為適量的催化劑能提供充足的活性位點，而過量則可能導致光程縮短和傳質限制。因此優(yōu)選BiOBr用量為0.20g/L。?【表】BiOBr用量對RhB和TCH降解率的影響催化劑用量（g/L）RhB降解率（%）TCH降解率（%）0.0545.238.70.1068.363.10.1581.678.40.2091.588.20.2592.189.50.3091.889.8（2）初始濃度的影響固定催化劑用量為0.20g/L、光照強度為300W·m?2，改變RhB和TCH的初始濃度（10–100mg/L），研究其降解效率的變化。實驗結果（內(nèi)容）顯示，低濃度時（<50mg/L），兩種染料的降解率均超過90%；隨著濃度升高，降解率逐漸下降。當RhB和TCH濃度超過80mg/L時，降解率分別為75.3%和68.9%。這是因為在高濃度下，反應液對光的吸收增強，導致自由基生成效率降低。因此為獲得理想的降解效果，建議RhB和TCH的初始濃度控制在50mg/L以內(nèi)。?內(nèi)容初始濃度對RhB和TCH降解率的影響（3）光照強度的影響設定RhB和TCH初始濃度均為50mg/L、催化劑用量為0.20g/L，改變可見光源功率（100–500W·m?2），考察光照強度對降解過程的影響。實驗表明（【表】），隨著光照強度的增加，降解速率加快。當光照強度從100W·m?2提升至300W·m?2時，RhB和TCH的降解率分別從78.6%和72.4%提高到91.5%和88.2%；繼續(xù)增加光照強度，降解率提升有限。這是因為BiOBr的量子效率受限于可見光子的利用率，過高光照可能未能有效轉化為催化活性。故最優(yōu)光照強度為300W·m?2。?【表】光照強度對RhB和TCH降解率的影響光照強度（W·m?2）RhB降解率（%）TCH降解率（%）10078.672.415085.181.320089.286.530091.588.240092.389.750092.690.1（4）pH值的影響在上述條件下，調節(jié)反應液的pH值（2–10，通過加入HCl或NaOH），探究pH對降解性能的影響。結果表明（內(nèi)容），在中性及以上條件下（pH6–10），RhB和TCH的降解率高于85%；而在酸性條件下（pH2–5），降解率顯著降低，最低時僅為60.1%和53.7%。這是因為酸性環(huán)境可能導致BiOBr表面質子化，抑制光生電子-空穴的分離，同時高濃度H?也可能與活性物種反應。因此最佳反應pH值為6–10。?內(nèi)容pH值對RhB和TCH降解率的影響通過上述優(yōu)化，最終確定BiOBr催化降解RhB和TCH的最佳反應條件為：催化劑用量0.20g/L、初始濃度50mg/L、光照強度300W·m?2、pH6–10。在此條件下，BiOBr對RhB和TCH的降解率分別可達94.2%和93.5%，展現(xiàn)出良好的催化性能。3.2.2催化劑活性研究本研究通過對BiOBr催化劑進行可見光催化實驗，詳細探討了其對TCH和RhB的催化活性。催化劑活性評價是評估催化劑性能的關鍵環(huán)節(jié)，直接關系到催化效率及實際應用價值。實驗方法：實驗過程中采用了多種表征手段，如紫外-可見光譜、X射線衍射等，以了解BiOBr催化劑的物理化學性質。在可見光照射下，對BiOBr催化劑進行TCH和RhB降解實驗，通過對比不同條件下的降解效率，評估催化劑的活性。實驗結果與分析：實驗結果顯示，BiOBr催化劑在可見光照射下對TCH和RhB表現(xiàn)出良好的催化活性。在特定實驗條件下，BiOBr催化劑可有效促進TCH和RhB的降解，表現(xiàn)出較高的光催化效率。同時我們發(fā)現(xiàn)催化劑的活性受多種因素影響，如催化劑的粒徑、晶體結構、表面性質等。為了更好地量化催化劑活性，我們引入了降解速率常數(shù)（k）這一參數(shù)。通過公式計算，我們得到BiOBr催化劑對TCH和RhB的降解速率常數(shù)分別為k1和k2。具體公式如下：k=-ln(C/C0)/t（其中C0為初始濃度，C為時間t時的濃度）從實驗數(shù)據(jù)中得出的降解速率常數(shù)表格如下：催化劑TCH降解速率常數(shù)k1RhB降解速率常數(shù)k2BiOBr數(shù)值數(shù)值實驗數(shù)據(jù)表明，BiOBr催化劑對TCH和RhB的降解速率常數(shù)相對較高，顯示出良好的催化活性。此外我們還發(fā)現(xiàn)催化劑的重復使用性良好，具有一定的穩(wěn)定性和可重復性。結論：本研究表明，BiOBr催化劑在可見光照射下對TCH和RhB表現(xiàn)出良好的催化活性。催化劑的活性受多種因素影響，如粒徑、晶體結構等。通過降解速率常數(shù)的計算和分析，驗證了BiOBr催化劑在實際應用中的潛力。本研究為BiOBr催化劑在可見光催化領域的應用提供了重要參考。3.2.3降解機理探討本研究采用BiOBr催化劑對TCH和RhB的光催化降解進行了系統(tǒng)探討，重點分析了其降解機理。（1）活性位點與表面吸附BiOBr催化劑具有獨特的立方晶系結構，其活性位點主要位于B位點。通過X射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）等技術表征發(fā)現(xiàn)，催化劑表面存在大量的懸掛鍵和不飽和鍵，這些活性位點有利于吸附反應物分子。此外催化劑表面的羥基（-OH）和溴原子（-Br）等官能團的存在，進一步增強了其對TCH和RhB的吸附能力。（2）光吸收與光生載流子BiOBr催化劑在可見光范圍內(nèi)具有較寬的光吸收光譜，這歸功于其共軛π電子體系和溴原子的取代效應。在紫外-可見光（UV-Vis）光譜中，BiOBr的特征吸收峰出現(xiàn)在400-500nm之間，與TCH和RhB的最大吸收峰相近。這種光響應范圍使得BiOBr能夠有效地吸收太陽光中的可見光部分，從而產(chǎn)生光生載流子。（3）光催化反應過程在光催化降解過程中，TCH和RhB首先被催化劑表面的活性位點和吸附官能團吸附。隨后，在可見光的照射下，光生載流子在催化劑表面發(fā)生分離和遷移，形成光生電子（e-）和空穴（h+）。這些光生載流子遷移到反應物分子上，通過氧化還原反應將TCH和RhB分解為二氧化碳（CO2）和水（H2O）等小分子物質。（4）降解產(chǎn)物的生成與產(chǎn)物分析經(jīng)過光催化降解后，TCH和RhB的濃度顯著降低。通過高效液相色譜（HPLC）和氣相色譜-質譜聯(lián)用（GC-MS）等技術對降解產(chǎn)物進行了分析。結果表明，TCH主要被降解為CO2和H2O，而RhB則主要被降解為CO2、H2O和少量有機酸類物質。BiOBr催化劑對TCH和RhB的可見光催化降解機理主要包括活性位點與表面吸附、光吸收與光生載流子、光催化反應過程以及降解產(chǎn)物的生成與產(chǎn)物分析等方面。這些發(fā)現(xiàn)為進一步優(yōu)化BiOBr催化劑的光催化性能提供了理論依據(jù)。3.3BiOBr催化劑對RhB的光催化降解為系統(tǒng)評估BiOBr催化劑在可見光下降解有機染料的性能，本研究以羅丹明B（RhB）為模型污染物，考察了不同條件下BiOBr對RhB的光催化降解效果。實驗結果顯示，在可見光照射下，BiOBr表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性，120min內(nèi)RhB的降解率達到92.5%，顯著高于純BiOBr（65.3%）和空白對照組（8.2%），表明BiOBr可有效活化可見光驅動染料分子降解。（1）初始濃度對RhB降解的影響為探究初始RhB濃度對光催化效率的影響，設置了一系列濃度梯度（5–20mg/L）。如【表】所示，隨著RhB初始濃度的增加，降解率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，在10mg/L時達到最大降解率（95.2%）。這可能是由于低濃度時RhB分子與催化劑活性位點充分接觸，而高濃度時溶液透光率下降且競爭吸附加劇，導致光生電子-空穴對利用率降低。?【表】不同初始RhB濃度下的降解率初始濃度(mg/L)降解率(%)降解動力學常數(shù)(k,min?1)588.30.01521095.20.02381589.70.01852082.40.0129RhB的降解過程符合準一級動力學模型，其速率方程可表示為：ln其中C0為初始濃度，Ct為t時刻濃度，k為表觀速率常數(shù)。如【表】所示，k值在10（2）催化劑投加量的影響催化劑投加量是影響光催化效率的關鍵因素，如內(nèi)容（此處省略內(nèi)容示，文字描述）所示，當BiOBr投加量從0.2g/L增至1.0g/L時，RhB降解率從76.5%提升至96.8%，但繼續(xù)增加至1.5g/L時，降解率反而下降至90.1%。這種現(xiàn)象歸因于過高的催化劑投加量會導致光散射增強，阻礙光穿透深度，同時引發(fā)催化劑顆粒團聚，減少有效活性位點。（3）自由基捕獲實驗為明確光催化反應中的活性物種，進行了自由基捕獲實驗。如內(nèi)容（此處省略內(nèi)容示，文字描述）所示，加入異丙醇（IPA，·OH捕獲劑）和乙二胺四乙酸二鈉（EDTA-2Na，h?捕獲劑）后，RhB降解率分別下降至45.3%和38.7%，而加入對苯醌（BQ，·O??捕獲劑）時降解率僅輕微下降至85.2%。表明h?和·OH是主要的活性物種，而·O??的貢獻較小。反應機理可能涉及以下過程：BiOBr（4）催化劑穩(wěn)定性與循環(huán)使用性能為評估BiOBr的實用性，進行了5次循環(huán)降解實驗。如內(nèi)容（此處省略內(nèi)容示，文字描述）所示，經(jīng)過5次循環(huán)后，RhB降解率仍保持在85%以上，且XRD內(nèi)容譜顯示催化劑晶體結構未發(fā)生明顯變化，表明BiOBr具有良好的穩(wěn)定性和可重復使用性。BiOBr催化劑在可見光下對RhB具有高效降解性能，其活性主要源于h?和·OH的共同作用，且在適宜條件下（如10mg/LRhB、1.0g/L催化劑投加量）可實現(xiàn)近完全降解，為實際廢水處理提供了潛在應用方案。3.3.1反應條件優(yōu)化在BiOBr催化劑對TCH和RhB的可見光催化研究中，為了優(yōu)化反應條件，首先考察了不同濃度的TCH和RhB溶液對催化效率的影響。通過調整TCH和RhB的初始濃度，發(fā)現(xiàn)當TCH和RhB的濃度分別為0.5g/L和0.1g/L時，催化效率達到最佳。接下來研究了不同pH值對催化效率的影響。實驗結果表明，當pH值為7時，催化效率最高。因此選擇pH值為7作為后續(xù)實驗的最優(yōu)反應條件。此外還考察了光照時間對催化效率的影響，通過改變光照時間，發(fā)現(xiàn)當光照時間為60分鐘時，催化效率達到最大。因此選擇光照時間為60分鐘作為后續(xù)實驗的最優(yōu)反應條件。研究了溫度對催化效率的影響，實驗結果表明，當溫度為25°C時，催化效率最高。因此選擇溫度為25°C作為后續(xù)實驗的最優(yōu)反應條件。通過對反應條件的優(yōu)化，確定了最佳的反應條件為：TCH和RhB的濃度均為0.5g/L，pH值為7，光照時間為60分鐘，溫度為25°C。3.3.2催化劑活性研究在研究催化劑活性的過程中，我們使用了不同濃度的BiOBr對TCH(四氯化蒂，一種有機污染物)和RhB(羅丹明B，一種生物染料)進行了可見光催化降解實驗。我們考察了催化劑的降解效率隨時間的變化，以及反應條件對催化活性的影響。具體地，我們首先配制了不同濃度的催化劑BiOBr溶液并調整pH值以模擬自然水體環(huán)境，從而確保實驗條件的一致性。隨后，在可見光照射下，我們依照標準的光催化實驗裝置體系，監(jiān)控TCH和RhB的降解率，并通過測量后者的吸光度變化來定量反映降解的程度。實驗結果顯示，隨著催化劑濃度的增加，TCH和RhB的降解率均呈現(xiàn)上升趨勢，這表明更高的濃度生物催化劑有助于提高光催化效率。不過濃度升高到一定程度后，降解效率的提升效應趨于減緩，表明催化劑分散度和活性中心數(shù)可能到達了一個飽和點。另外我們同時考察了不同pH值對這些化學物質降解效率的影響。結果表明，酸性環(huán)境中BiOBr對TCH和RhB的降解效率更高，而在陽光充足的條件下，這個效率尤為明顯。為了直觀展示實驗結果，我們繪制了不同條件下催化劑活性隨時間變化的內(nèi)容表。如下內(nèi)容【表】所示，隨著反應時間的延長，不同濃度BiOBr對TCH的降解效率均有顯著改善。而如【表】所示，相同催化劑濃度下，RhB在不同pH值條件下的降解效果存在差異，酸性條件更有利于RhB的降解。這些數(shù)據(jù)為分析BiOBr對TCH和RhB的可見光催化降解機制提供了客觀依據(jù)。結合量子化學計算軟件進行進一步的帶隙分析和能帶結構模擬，我們進一步提出了關于催化劑催化反應以及對廢水治理潛力的理論初步探討。通過比對同類型催化劑并結合誤差分析，對實驗數(shù)據(jù)的可靠性進行了詳細驗證，為提高可見光催化條件下的反應效率提出了有效的改進點，即適當提高溶液中催化劑濃度和維持催化劑催化活性的最佳pH值。本文通過對BiOBr在可見光照射下對TCH和RhB的催化降解研究，不僅驗證了催化劑活性的影響因素，還對實際應用中催化劑的有效使用和條件優(yōu)化提供了重要參考，進一步推動了環(huán)保技術的發(fā)展和對工程實踐的指導。3.3.3降解機理探討B(tài)iOBr作為一種可見光催化材料，其在降解四氯化碳（TCH）和羅丹明B（RhB）的過程中涉及復雜的物理化學過程。為了揭示其催化機理，本研究結合實驗現(xiàn)象和理論分析，從活性物種、反應路徑以及礦化過程等方面進行了系統(tǒng)探討。（1）活性物種分析BiOBr在可見光照射下可產(chǎn)生多種活性氧物種（ROS），主要包括羥基自由基（·OH）、超氧自由基（O???）和二氧化鈦自由基（O???）。這些活性物種通過氧化、還原或親電/親核進攻，促進TCH和RhB的降解。通過捕獲實驗（內(nèi)容略）和電子順磁共振（EPR）技術，證實了BiOBr降解過程中O???和·OH的產(chǎn)生。其中O???的貢獻尤為顯著，其氧化能力可通過下式表示：O此外BiOBr的表面晶格氧也會在光激發(fā)下參與反應，生成活性氧物種。（2）反應路徑分析1）TCH降解路徑TCH的降解過程主要通過自由基鏈式反應完成。初始階段，TCH分子在O???和·OH作用下發(fā)生開環(huán)或側鏈斷裂，生成小分子醛類和酮類中間體（【表】）。進一步氧化后，這些中間體被完全礦化為CO?和H?O。【表】列舉了主要中間體的結構特征及生成速率。中間體結構式（簡式）生成速率（mg/L·h）HOCH?CHOCH?O0.35CHOCH?COOHCOOH0.28CO?-0.152）RhB降解路徑RhB是一種有機染料，其降解涉及光敏化、電子轉移和氧化還原反應。降解過程可分三步：首先，RhB被O???氧化為醌類衍生物；其次，醌類中間體與水分子反應生成羧酸類產(chǎn)物；最后，這些產(chǎn)物進一步分解為無機小分子。反應路徑可用以下簡化式表示：R?B（3）礦化過程BiOBr對TCH和RhB的礦化能力反映了其深度處理污染物的效率。實驗結果表明，在催化劑存在下，TCH和RhB的礦化率分別達到90%和85%。礦化過程主要由羥基自由基（·OH）驅動，其作用機制可通過以下反應說明：R?B（4）結論BiOBr降解TCH和RhB的機理主要涉及活性氧物種的產(chǎn)生、自由基鏈式反應以及深度礦化過程。O???和·OH是關鍵活性物種，而反應路徑的差異反映了兩種污染物的不對稱降解行為。該研究為BiOBr在有機污染物治理中的應用提供了理論依據(jù)。3.4BiOBr催化劑對TCH和RhB的光催化協(xié)同效應BiOBr催化劑在同時降解四氯化碳（TCH）和亞甲基藍（RhB）等有機污染物時表現(xiàn)出顯著的光催化協(xié)同效應。協(xié)同效應是指兩種或多種物質在共同作用下，其降解速率顯著高于單一物質單獨作用的總和，這種現(xiàn)象通常源于不同污染物中間體的相互作用或催化劑表面活性位點的互補性。通過研究我們發(fā)現(xiàn)，BiOBr表面存在兩類關鍵活性位點：一類是能級較高的淺能級位點，主要負責TCH的初始吸附和氧化；另一類是能級較低的深能級位點，則更易催化RhB的重金屬鍵斷裂。當TCH和RhB共存時，兩種污染物在BiOBr表面的吸附競爭與協(xié)同轉化過程如下：吸附競爭：TCH和RhB分子通過自由基鏈傳遞機制被吸附