NH2-UiO-66/BiOBr异质结光催化剂的制备及其对氧氟沙星的降解性能

doi:10.11901/1005.3093.2024.482

NH₂-UiO-66/BiOBr异质结光催化剂的制备及其对氧氟沙星的降解性能

任学昌^,, 庞绪闯, 芦泽瑞, 陈泓锦, 俱鸿斌, 张官国, 李忠山

兰州交通大学环境与市政工程学院兰州 730070

Preparation of NH₂-UiO-66/BiOBr Heterojunction Photocatalyst and Its Degradation Performance for Ofloxacin

REN Xuechang^,, PANG Xuchuang, LU Zerui, CHEN Hongjin, JU Hongbin, ZHANG Guanguo, LI Zhongshan

School of Environmental and Municipal Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China

通讯作者: 任学昌，教授，rxchang1698@hotmail.com，研究方向为水处理高级氧化技术

收稿日期: 2024-12-09 修回日期: 2025-04-08

Corresponding authors: REN Xuechang, Tel: 15002610235，E-mail:rxchang1698@hot mail.com

Received: 2024-12-09 Revised: 2025-04-08

作者简介 About authors

任学昌，男，1970年生，博士

摘要

用溶剂热法制备NH₂-UiO-66/BiOBr异质结光催化剂，使用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和UV-Vis等手段对其表征，研究了这种催化剂降解氧氟沙星(OFX)的性能。结果表明，这种催化剂中NH₂-UiO-66与BiOBr之间的Z型异质结结构使其中的光生电子和空穴的分离和迁移效率大幅度提高。在模拟太阳光的照射下，NH₂-UiO-66与BiOBr质量比为1∶1的催化剂NUB-1对OFX的降解率高达92.48%，显著优于单一组分催化剂的性能。这种催化剂对溶液pH值的适应范围较大、无机阴离子对其性能的影响较小。NUB-1的电荷分离和传输性能优异。这种催化剂中的主要活性物种空穴(h⁺)和超氧自由基(•O $_{2}^{-}$ )，对多种有机污染物的降解性能优异。5次循环使用后这种催化剂对OFX的降解率为82.11%，表明其可重复使用且性能的稳定性较高。

关键词： 金属材料; NH₂-UiO-66; 异质结; 光催化; 氧氟沙星

Abstract

The NH₂-UiO-66/BiOBr heterojunction photocatalyst was synthesized via a solvothermal method, and its physicochemical properties were systematically characterized using XRD, SEM, TEM, FT-IR, XPS, and UV-Vis spectroscopy. The results confirmed the formation of a stable Z-scheme heterojunction structure between NH₂-UiO-66 and BiOBr, which significantly improved the separation and migration efficiency of photogenerated electron-hole pairs. Under the irradiation of an artificial sunlight, the NUB-1 composite (mass ratio 1∶1) achieved a remarkable 92.48% degradation rate for ofloxacin (OFX), significantly outperforming the performance of either of the two components. NUB-1 also exhibited broad pH adaptability and showed minimal sensitivity to inorganic anions. Photoelectrochemical analyses indicated that NUB-1 exhibited superior charge separation and transport capabilities. Results of reactive species trapping tests and ESR analysis confirmed that holes (h⁺) and superoxide radicals (•O $_{2}^{-}$ ) were the main active species. Furthermore, NUB-1 showed high degradation efficiency for various organic pollutants. After five cycles, the degradation rate remained at 82.11%, demonstrating exceptional stability and reusability.

Keywords： metallic materials; NH₂-UiO-66; heterojunction; photocatalysis; ofloxacin

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本文引用格式

任学昌, 庞绪闯, 芦泽瑞, 陈泓锦, 俱鸿斌, 张官国, 李忠山. NH₂-UiO-66/BiOBr异质结光催化剂的制备及其对氧氟沙星的降解性能[J]. 材料研究学报, 2025, 39(10): 777-790 DOI:10.11901/1005.3093.2024.482

REN Xuechang, PANG Xuchuang, LU Zerui, CHEN Hongjin, JU Hongbin, ZHANG Guanguo, LI Zhongshan. Preparation of NH₂-UiO-66/BiOBr Heterojunction Photocatalyst and Its Degradation Performance for Ofloxacin[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2025, 39(10): 777-790 DOI:10.11901/1005.3093.2024.482

抗生素破坏或阻止病原体生长，可广泛应用在医疗和畜牧业等领域^[1]。但是，抗生素的滥用不仅使用者产生抗药性，还严重污染环境^[2,3]。氧氟沙星(OFX)是第三代氟喹诺酮类药物，具有广谱抗菌活性^[4]。环境中残留的OFX严重威胁生态系统和人类的健康^[5]。因此，研发高效OFX去除剂极为迫切。

可见光驱动的光催化剂可降解OFX污染物^[6,7]。与催化活性较低的传统催化材料如TiO₂、ZnO、CuS等相比，由有机配体和金属离子/簇自组装成的金属有机骨架(Metal organic framework，MOFs)具有丰富的活性中心，且其孔径可调和比表面积较大^[8,9]。Zr-MOF的稳定性极高和具有多种功能^[10,11]，特别是NH₂-UiO-66(Zr)的光吸收范围更宽和活性位点更多^[12,13]。但是，单一的MOF电荷载流子的分离和迁移效率较低，难以高效降解污染物。用金属掺杂或半导体复合构建异质结，可提高对污染物的降解率^[14,15]。

溴氧化铋(BiOBr)是一种新型高效光催化剂^[16]，因其带隙较窄能响应可见光，其层状结构中的自建电场可提高电荷载流子的分离和迁移^[17~19]。但是，BiOBr粒子的间隙较小和活性位点数量较少^[20,21]，使光催化降解有机污染物的活性降低。BiOBr与NH₂-UiO-66形成的异质结可拓宽材料的光响应范围、增加活性位点、抑制光生电子和空穴的复合^[22]，从而提高光催化性能。

本文用溶剂热法制备一种Z型异质结结构NH₂-UiO-66/BiOBr复合催化剂，研究其在可见光照射下对OFX的光催化降解性能、可重复使用性能和稳定性，并揭示其光催化机理。

1 实验方法

1.1 实验用试剂

氯化锆、2-氨基对苯二甲酸、溴化钾、五水合硝酸铋、N,N-二甲基甲酰胺、乙二醇、异丙醇、L-组氨酸、碘化钾、对苯醌、氢氧化钠、盐酸、氯化钠、无水硫酸钠、磷酸二氢钾、硝酸钠以及无水乙醇，均为分析纯。

1.2 光催化剂的制备

用溶剂热法^[23]合成NH₂-UiO-66。将1.0 mmol的四氯化锆(ZrCl₄)和1.0 mmol的2-氨基对苯二甲酸(BDC)分散到20 mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，磁力搅拌30 min使其充分溶解。然后将混合物倒入50 mL特氟龙内衬的不锈钢高压反应釜中，在120 ℃反应24 h。将所得沉淀物自然冷却并就那些离心分离，用DMF和乙醇将产物充分交替洗涤(3次)。最后，将所得产物在70 ℃真空干燥8 h，得到淡黄色NH₂-UiO-66粉末样品。

将1.0 mmol的 Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于10 mL的乙二醇中，再加入不同质量(0.1524、0.3048、0.54572、0.6096 g)的NH₂-UiO-66，将其磁力搅拌10 min完全溶解后得到混合溶液。将1.0 mmol的KBr溶解在5 mL的超纯水中，然后将其滴加到上述混合溶液中并持续剧烈搅拌，滴加结束后继续磁力搅拌30 min，然后将溶液转移至50 mL反应釜中在120 ℃高温反应5 h。自然冷却至室温后用去离子水和无水乙醇交替充分洗涤(3次)。离心分离后收集沉淀，将其在60 ℃真空干燥8 h，得到BiOBr白色粉末。将复合材料BiOBr白色粉末记为NUB-x，其中x (x = 0.5、1、1.5、2)表示NH₂-UiO-66与BiOBr的质量比。单一BiOBr的制备方法与此类似^[24,25]，区别是滴加KBr前不加NH₂-UiO-66。

1.3 催化剂的表征

分别用JSM-6710F型扫描电子显微镜(SEM)、FEI Tecnai G2 F20型透射电子显微镜(TEM)和能谱分析(EDS)表征催化剂的微观形貌和元素组成。使用Bruker D8型X射线衍射仪(XRD)测定催化剂的XRD谱。用ASAP 2020型N₂吸附/解吸测定仪测定样品的比表面积、孔容和孔径分布。用EscaLab 250Xi型X射线光电子能谱仪(XPS)表征催化剂表面的化学组成和元素价态。测定Irprestige-21型傅里叶变换红外光谱(FT-IR)检测材料的官能团。使用配备积分球的UV-vis漫反射分光光度计(UV-Vis-DRS)表征催化剂的光吸收。使用CHI760E型电化学工作站测定催化剂样品的瞬态光电流响应和电化学阻抗谱(EIS)，用F-7100荧光分光光度计测量样品的PL光谱。极限电子自旋共振(ESR)测出活性物种信号。

根据OFX的降解率评价催化剂的光催化性能。模拟太阳光的光源是500 W氙灯，将其置于圆形反应器中心对OFX进行光催化降解。实验时，将0.12 g催化剂和0.2 L的OFX水溶液(20 mg/L)加入石英玻璃管中，然后将其放置在距离氙灯约5 cm处。先在黑暗中磁力搅拌30 min实现吸附-解吸平衡。然后在已预热10 min的氙灯照射下进行光催化反应，每间隔20 min从其中取出约5 mL悬浮液，离心后吸取4 mL上清液，用去离子水将其稀释2.5倍，一紫外-可见分光光度计在293 nm处测定OFX的吸光度。

图1给出了OFX溶液的标准曲线，线性回归后得到曲线方程为y = 0.06674x + 0.001742，根据标准曲线可计算出OFX的浓度。用抽滤法收集反应后的催化剂，用DMF和无水乙醇交替充分洗涤后在真空条件下烘干，然后进行下一轮循环实验，循环使用实验共进行5次。

图1

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图1 OFX的标准曲线

Fig.1 Standard curve of OFX

初始OFX浓度、OFX浓度和降解率分别为

C_{0} = \frac{(A_{0} - 0.001742) \times 2.5}{0.06674}

(1)

C_{t} = \frac{(A_{t} - 0.001742) \times 2.5}{0.06674}

(2)

η = [(C_{0} - C_{t}) / C_{0}] \times 100 %

(3)

k = - l n (C_{t} / C_{0})

(4)

式中A₀为初始氧氟沙星吸光度，C₀为初始氧氟沙星浓度(mg/L)，A_t为反应后氧氟沙星吸光度，C_t为反应后氧氟沙星浓度(mg/L)，η为降解率，k为降解反应过程中的一级反应动力学常数。

为了评估NH₂-UiO-66/BiOBr复合光催化剂材料的循环稳定性，将反应结束后的NUB-1静置后回收并用去DMF和无水乙醇充分清洗，在60 ℃烘干后进行循环实验(共进行5次)。

2 结果和讨论

2.1 催化剂的晶相结构

图2给出了催化剂样品的XRD谱。NH₂-UiO-66的谱中7.35°、8.50°、25.67°处的特征衍射峰与文献[26, 27]的结果相同。在BiOBr的谱中25.23°、31.76°、32.25°、46.25°和57.18°处的衍射峰分别对应其(101)、(102)、(110)、(200)和(212)晶面^[28]。NH₂-UiO-66/BiOBr催化剂的谱中保留了NH₂-UiO-66、BiOBr各组分的所有衍射峰，表明催化剂的结构完整。与纯BiOBr的谱相比，在NH₂-UiO-66/BiOBr谱中31.76°处的(102)面BiOBr峰强降低，而在32.25°处的(110)面BiOBr峰强提高。其原因可能是NH₂-UiO-66中的氨基(-NH₂)官能团与BiOBr中的Bi³⁺发生配位作用形成了稳定的结构^[29]，降低了BiOBr晶体高能晶面的表面能，使BiOBr的生长更倾向于沿(110)面定向生长，抑制了(102)面的暴露。这种表面调控了与晶体定向生长的协同效应，使BiOBr纳米片的排列更加规则形成较高晶面选择的结构。

图2

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图2 NH₂-UiO-66、BiOBr和不同NH₂-UiO-66/BiOBr比例的复合催化剂的XRD谱

Fig.2 XRD patterns of NH₂-UiO-66, BiOBr, and NH₂-UiO-66/BiOBr composites with different ratios

根据FT-IR分析研究了催化剂的化学键和官能团。在NH₂-UiO-66的红外谱(图3)中658、766 cm^-1处的吸收峰，属于Zr-O的伸缩振动；在1253 cm^-1附近的峰对应C-N的伸缩振动，在1380和1564 cm^-1处的峰对应C=O的振动峰，与羧基(-COOH)密切相关。在3326 cm^-1附近的宽峰对应氨基基团(-NH₂)的N-H伸缩振动^[30]。这些峰的出现表明，NH₂-UiO-66中的官能团和有机框架结构完好地保留在催化剂中。在BiOBr的谱中1049 cm^-1处的峰，对应Br-O的伸缩振动^[31]。在NUB-1的谱中保留了与NH₂-UiO-66和BiOBr对应的特征峰且其没有明显的移位，表明在复合过程中这两种材料结合并形成了稳定的异质结。

图3

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图3 NH₂-UiO-66、BiOBr和NUB-1复合催化剂的FT-IR光谱

Fig.3 FT-IR spectra of NH₂-UiO-66, BiOBr and NUB-1 composite

2.2 催化剂的形貌

图4a给出了NH₂-UiO-66的SEM照片，可见均匀的八面体结构，粒径约为120 nm，晶体排列紧密且有序，表明这种催化剂的结晶性良好。这种有序的微观结构有助于光生载流子的传输和分离，从而提高光催化效率。图4b给出了BiOBr的SEM照片，可见一种由约100 nm的纳米片堆叠、交错聚集组成的疏松花簇状结构^[32]。这些纳米片排列有序，边缘光滑清晰，形状和尺寸较不规则，厚度为10~20 nm。这种花簇状结构增大了催化剂的比表面积，从而提高了光的吸收和提供了更多的活性位点。颗粒间的空隙有助于反应物的扩散和产物的传输，促进光催化反应。图4c给出了NH₂-UiO-66与BiOBr的复合情况。可以看出，催化剂中既存在NH₂-UiO-66的多面体结构，也保留了BiOBr的片层结构，两种组分紧密结合。这种复合结构使光催化过程中催化剂能发挥两种材料的优势。NH₂-UiO-66和BiOBr的紧密接触促进了界面电荷的转移和分离，抑制了光生电子和空穴的复合，从而提高了光催化效率。EDS结果表明，C、N、O、Zr、Bi、Br六种元素均匀分布。以上结果证实，成功制备出了NH₂-UiO-66/BiOBr二元催化剂。

图4

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图4 NH₂-UiO-66, BiOBr和NUB-1的SEM照片以及NUB-1的EDS图

Fig.4 SEM image of NH₂-UiO-66 (a), BiOBr (b) and NUB-1 (c), and EDS elemental mapping images of NUB-1 for C (d), N (e), O (f), Br (g), Zr (h), Bi (i)

从图5a、b可见，NH₂-UiO-66和BiOBr之间紧密复合，为光催化反应提供了较大的比表面积和较长的光吸收路径。从图5c可见，复合催化剂的结晶度较高。BiOBr (102)晶面的晶格条纹间距为0.281 nm。

图5

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图5 NUB-1的TEM照片

Fig.5 TEM images of NUB-1 (a) low magnification, (b) high magnification, (c) HRTEM image

2.3 催化剂的组成元素

图6a给出了NUB-1的XPS全谱，包含C、O、N、Zr、Bi、Br 6种元素。这表明，在催化剂中成功引入了BiOBr和NH₂-UiO-66。从图6b可见C 1s谱中3个典型的结合能峰，284.69 eV处的峰对应C-C，常见于有机分子骨架结构中。286.14 eV处的峰归属于C-N，表明NH₂-UiO-66中的氨基(-NH₂)官能团与碳结构有关。288.50 eV的峰归属于O-O=C，与NH₂-UiO-66结构中的羧基(-COOH)有关。N 1s谱(图6c)中的峰位集中在399.35 eV，对应-NH₂官能团。图6d给出了O 1s的峰，3个拟合峰的结合能分别为532.10、531.35和530.08 eV，对应-COOH、Zr-O、Bi-O。这表明，Zr基金属有机框架结构和BiOBr的结构存在于催化剂中^[33]。在Zr 3d谱(图6e)中可见两个典型特征峰，185.19 eV处的特征峰对应Zr 3d_3/2，182.29 eV处的特征峰对应Zr 3d_5/2。在Bi 4f谱(图6f)中可见两个特征峰，分别位于164.73 eV (Bi 4f_5/2)和159.42 eV (Bi 4f_7/2)，表明BiOBr中的铋以Bi³⁺的形式存在。

图6

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图6 NUB-1的XPS全谱以及C 1s, N 1 s, O 1 s, Zr 3d, Bi 4f的高分辨XPS谱

Fig.6 XPS survey spectrum of NUB-1 (a) and high-resolution XPS spectra of C 1s (b), N 1s (c), O 1s (d), Zr 3d (e) and Bi 4f (f)

对比单一NH₂-UiO-66和BiOBr的XPS谱，可见NUB-1的结合能峰的位置明显偏移。与NH₂-UiO-66的结合能相比，NUB-1中的Zr 3d向减小的方向偏移，与BiOBr的结合能相比，NUB-1中Bi 4f的结合能向增大的方向偏移。这表明，光生电子从BiOBr流向NH₂-UiO-66^[34,35]。也表明，二者通过电子相互作用结成Z型异质结，而不是简单的物理混合。

2.4 催化剂的比表面积和孔径

图7a给出了NH₂-UiO-66、BiOBr和NUB-1的N₂吸附-脱附等温线。NH₂-UiO-66的等温线为I型，表明其含有丰富的微孔和介孔结构^[36]。BiOBr和NUB-1的等温线属于IV型，出现了滞后回环。BiOBr的等温线表明其吸附能力较弱，滞后环较小表明其孔隙结构不发达，不利于光催化反应中活性位点的暴露。NUB-1复合材料的吸附-脱附等温线伴有明显的H3型滞后环，表明其中有介孔结构。这种介孔结构使光催化剂的比表面积增大和反应活性位点数量增多。

图7

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图7 N₂吸附-脱附等温线以及NH₂-UiO-66、BiOBr和NUB-1的孔径分布

Fig.7 N₂ adsorption-desorption isotherms (a) and pore size distribution of NH₂-UiO-66 (b), BiOBr (c) and NUB-1 (d)

2.5 催化剂对光的吸收范围和带隙结构对催化剂的影响

根据UV-vis DRS的测试结果分析了催化剂的光吸收范围和带隙(E_g)。图8a给出了催化剂的紫外-可见吸收光谱。与单一的NH₂-UiO-66相比，NUB-1的光吸收强度有所降低。其原因是，NH₂-UiO-66与BiOBr之间的Z型异质结的构建促进了光生电荷的转移和分离，进而影响催化剂的性能。同时，催化剂的带隙结构变化以及粗糙度和光散射特性的改变可能影响其吸收特性。

图8

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图8 UV-vis DRS图谱、Tauc图以及NH₂-UiO-66和BiOBr的Motty-Schottky曲线

Fig.8 UV-Vis diffuse reflectance spectra (a), Tauc plots of different samples (b-d), and Mott-Schottky plots of NH₂-UiO-66 (e) and BiOBr (f)

根据Kubelka-Munk函数(αhv)^1/ⁿ = A(hv-E_g)可计算催化剂的禁带宽度^{[37, 38]}。NH₂-UiO-66是直接带隙半导体n = 1/2，BiOBr是间接带隙半导体n = 2。计算结果表明，NH₂-UiO-66和BiOBr的禁带宽度分别为2.90和2.80 eV，NUB-1复合材料的禁带宽度为2.85 eV。这表明，复合催化剂的光吸收范围可能更大，能充分利用可见光。

用Mott-Schottky(M-S)法^[39]计算了催化剂样品的平带电位(E_fb)。如图8e、f所示，NH₂-UiO66和BiOBr的平带电位E_fb分别为-0.58和-0.26 eV。催化剂样品的M-S曲线的斜率均为正，表明其为n型半导体。另一方面，平带电势(E_fb)即为费米能级(E_f)，而n型半导体中的导带电势(E_CB)比费米能级约低0.1 eV。这表明，NH₂-UiO-66、BiOBr的E_CB分别为-0.68和-0.36 eV。因此，可由E_g = E_VB-E_CB计算出价带势(E_VB)。计算结果表明，NH₂-UiO-66、BiOBr的E_VB分别为2.22和2.44 eV。

2.6 催化剂的电化学特性

催化剂的光电化学参数定性表征样品中光生载流子的迁移和分离效率^[40]。瞬时光电流强度越高表明其电荷传输效率越高，光生电子-空穴对的分离效率越高。EIS图谱中的圆弧半径越小表明其阻抗越小、光生电子-空穴对的分离度越高；PL荧光光谱的峰强度越高，表明光生电子和空穴的复合率越高^[41]。图9表明，NUB-1复合催化剂的电荷转移阻抗最小和光电流密度最高，即其光生电子和空穴的分离与传导有显著的优势。复合催化剂NUB-1的荧光强度显著降低，表明异质结抑制了光生载流子的复合，提高了光生电子和空穴的分离效率。NH₂-UiO-66与BiOBr的异质结结构降低了电荷传输阻力，提高了光生电荷的分离效率，从而提高了光催化性能。与单一组分的性能相比，NUB-1复合催化剂的光电化学性能和光催化活性优异，即其综合性能优异。

图9

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图9 光电流瞬态响应、电化学阻抗谱和PL谱

Fig.9 Transient photocurrent response (a), EIS (b) and PL (c)

2.7 不同复合比催化剂的降解性能

如图10所示，在模拟太阳光照射下，未添加催化剂的空白组120 min对OFX的降解率只有12.6%。BiOBr和NH₂-UiO-66在120 min内对OFX的降解率分别为60.63%和41.10%。NUB-0.5、NUB-1、NUB-1.5、NUB-2的降解率为75.60%、92.48%、80.18%、70.62%。NUB-1的降解率最高，并远高于单一的BiOBr和NH₂-UiO-66，其一级反应动力学常数k也远高于其他组。这表明，将两种材料复合可提高光催化性能。

图10

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图10 不同复合比例的光催化剂对OFX的降解曲线和反应速率常数

Fig.10 Photocatalytic degradation curves (a) and reaction rate constant (b) of ofloxacin over materials with different composite ratios

2.8 催化剂投加量的影响

从图11可见，随着NUB-1催化剂投加量的增加(0.2、0.4、0.6、0.8 g/L)，降解率显著提高。最低投加量(0.2 g/L)的降解率最低，最高投加量(0.8 g/L)的降解率最高。这表明，催化剂投加量的增加使更多的活性位点参与降解反应，从而提高了降解率。催化剂的投加量为0.6 g/L与0.8 g/L的降解曲线接近，催化剂投加量从0.6 g/L提高到0.8 g/L降解率只提高了0.08%，反应速率常数从0.02572 min^-1提高到0.02581 min^-1。这表明，投加量提高到一定数值后，再提高催化剂的量效果不大。其原因是，催化剂投加量过高使溶液的浊度提高，颗粒之间相互遮蔽而影响光的透过、散射和吸收。另一方面，OFX的浓度是一定的，投加过量的催化剂也不能充分利用活性点位。为了降低成本，后续实验中催化剂的投加量均为0.6 g/L。

图11

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图11 NUB-1不同投加量的降解曲线和反应速率常数

Fig.11 Degradation curves (a) and reaction rate constants (b) of NUB-1 with different dosages

2.9 水体pH值的影响

使用稀HCl和NaOH溶液在OFX初始水溶液的pH = 3~11范围内将其调节，研究pH值对光催化剂降解性能的影响。从图12可见，反应体系的pH=3、5、7、9、11时，降解率分别为36.52%、74.27%、87.84%、89.68%和53.57%。在强酸性条件下(pH = 3)，催化剂的降解率最低。其原因是，在强酸性条件下NH₂-UiO-66中氨基基团的质子化使光催化剂的催化活性降低。在酸性条件下OFX分子以阳离子态(OFXH²⁺)存在^[42]，表面带正电荷^[43]。于是，与也带正电荷的质子化NH₂-UiO-66相互排斥，使催化剂对OFX分子的吸附降低。同时，在酸性条件下溶液中OH⁻离子的浓度较低，限制了羟基自由基(•OH)的生成，也在一定程度上抑制了氧化反应。

图12

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图12 pH值对OFX降解性能的影响和反应速率常数

Fig.12 Effect of pH on OFX degradation (a) and reaction rate constant (b)

随着pH的增大催化剂的光催化效果明显提高，pH = 9时降解效果最佳。其原因是，pH值约为9时OFX分子的羧基发生去质子化，哌嗪环上的氨基发生质子化^[44,45]。于是，OFX以两性离子的形态存在，其光量子的产率最高^[46]，因此降解效率最高。在强碱条件下(pH = 11)反应速率和降解率都大幅度降低，因为pH 10.7时OFX以阴离子态(OFX⁻)存在，其光量子产率低于两性离子态。同时，在高pH条件下催化剂的表面结构可能发生变化而使催化剂失活。反应60 min后曲线略有上升然后趋于平稳，因为催化剂的结构改变使原本吸附在催化剂表面的空白组OFX解吸回到溶液中。

2.10 阴离子对降解率的影响

废水中的阴离子使溶液的pH值改变，还与反应体系中的污染物竞争活性氧物质，从而降低催化剂对污染物的降解。如图13所示，在反应体系中分别加入浓度为5 mmol/L的HCO $_{3}^{-}$ (NaHCO₃)、H₂PO $_{4}^{-}$ (KH₂PO₄)、Cl⁻(NaCl)、SO $_{4}^{2 -}$ (Na₂SO₄)和NO $_{3}^{-}$ (NaNO₃)，反应120 min后OFX的降解率分别为33.85%、45.44%、92.53%、91.38%、94.38%。动力学常数k分别为0.00217、0.00387、0.02295、0.01998、0.02080 min^-1。与对照组结果相比，HCO $_{3}^{-}$ 和H₂PO $_{4}^{-}$ 对OFX降解率的影响较大。其原因是，HCO $_{3}^{-}$ 和H₂PO $_{4}^{-}$ 占据催化剂表面的吸附和反应位点^[47,48]，使催化剂对OFX的吸附率降低。同时，HCO $_{3}^{-}$ 和H₂PO $_{4}^{-}$ 与空穴(h⁺)和·OH反应生成较为稳定的碳酸根自由基(HCO $_{3}^{-}$ + h⁺ → •CO $_{3}^{-}$ + H⁺，HCO $_{3}^{-}$ + •OH → •CO $_{3}^{-}$ + H₂O)和磷酸氢根自由基(H₂PO $_{4}^{-}$ + h⁺ → •HPO $_{4}^{-}$ + H⁺，H₂PO $_{4}^{-}$ + •OH → •HPO $_{4}^{-}$ + H₂O)^[49]。这种自由基的氧化能力远低于·OH^[50,51]，意味着离子与OFX竞争自由基使催化剂的降解率降低。Cl⁻、SO $_{4}^{2 -}$ 、NO $_{3}^{-}$ 对OFX降解的影响较小，因为这些离子以较低的反应速率消耗活性自由基(Cl⁻ + •OH + H⁺ → H₂O + Cl•，NO $_{3}^{-}$ + •OH → NO₃• + OH^-，SO₄²⁻ + •OH → •SO $_{4}^{-}$ + OH⁻)^[50,52]。同时，Cl⁻、SO $_{4}^{2 -}$ 、NO $_{3}^{-}$ 也在催化剂的表面被吸附，占据了光催化反应的活性位点，减少了OFX与催化剂表面的接触。

图13

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图13 无机阴离子对OFX降解性能的影响和反应速率常数

Fig.13 Effect of inorganic anion on OFX degradation (a) and reaction rate constant (b)

2.11 催化剂的循环稳定性

如图14所示，反应120 min催化剂对OFX的降解率分别为92.46%、92.19%、90.80%、87.59%、82.11%，5次循环使用后NUB-1的催化活性仍然较高，降解率高于80%。这表明，催化剂的可重复使用的循环性能较高。

图14

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图14 NUB-1催化剂的循环稳定性

Fig.14 Cycle stability of NUB-1 sample

2.12 催化剂对不同种类污染物的降解率

用四环素(TC)、罗丹明B(RhB)和诺氟沙星(NFX)作为模拟污染物研究NUB-1的降解性能。图15表明，光照120 min对TC和RhB的降解率分别为96.63%和99.14%。光照120 min对NFX的降解率也达到77.53%。这表明，NUB-1催化剂对不同种类污染物的降解性能都比较高。

图15

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图15 NUB-1对不同污染物的降解曲线

Fig.15 Degradation curves of NUB-1 to different pollutants

2.13 自由基猝灭剂的影响及其机理

图16给出了不同猝灭剂对NUB-1复合光催化剂降解OFX的影响，以此确定光催化过程中主要的活性物种。分别用异丙醇(IPA)、L-组氨酸(L-H)、碘化钾(KI)、对苯醌(p-BQ)作为•OH、¹O₂、h⁺、•O $_{2}^{-}$ 的猝灭剂^[53,54]。加入IPA、L-H、KI、p-BQ后催化剂的降解率分别从92.48%降低到88.20%、83.54%、33.00%、40.99%。由此可见，KI和p-BQ对催化剂的降解性能抑制最强，表明h⁺和•O $_{2}^{-}$ 是主要的活性物种，而•OH和¹O₂有一定的辅助作用。

图16

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图16 捕获活性物种的实验

Fig.16 Experiment of capture of active species

为了证明光催化反应体系中存在•OH、¹O₂、h⁺、•O $_{2}^{-}$ ，测试了反应体系的ESR。使用二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)作为•OH和•O $_{2}^{-}$ 的捕获剂，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶(TMEPO)作为¹O₂的捕获剂^[54,55]，测试结果如图17所示。在黑暗条件下没有DMPO-•O $_{2}^{-}$ 和DMPO-•OH的ESR信号，光照射后出现DMPO-•O $_{2}^{-}$ 和DMPO-•OH的ESR信号。光照时间从5 min延长到20 min，DMPO-•O $_{2}^{-}$ 和DMPO-•OH的ESR信号强度提高，样品中两种自由基的数量随之增加，导致特征峰的强度提高。这一结果证明，复合材料在光照下能产生•O $_{2}^{-}$ 及•OH。空穴捕获的效果不明显。黑暗条件的峰高于光照条件下的峰，可能是在光照条件下TMEPO捕获剂对空穴的捕获率降低，使光照下的空穴的信号减弱^[56]。另一方面，浓度较高的OFX使许多空穴直接与OFX发生反应^[57]。这表明，在降解过程中空穴的作用较为关键。这个结果，与自由基捕获的结果一致。¹O₂的信号峰值也随着光照时间的延长而增大，说明光激发产生的水合电子被氧捕获生成•O $_{2}^{-}$ ，然后•O $_{2}^{-}$ 与空穴复合生成¹O₂^[58,59]。

图17

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图17 NUB-1不同自由基的ESR信号捕获曲线

Fig.17 ESR spectra of DMPO-•O₂^- (a), TMEPO-h⁺ (b), DMPO-•OH (c), and TMEPO-¹O₂ (d)

根据以上结果，提出NH₂-UiO-66/BiOBr复合光催化剂降解OFX的机理(图18)。光照使催化剂价带上的电子跃迁至导带，在价带留下空穴。NH₂-UiO-66与BiOBr形成Z型异质结，二者之间的局部电场使BiOBr导带上的电子与NH₂-UiO-66价带上的空穴复合，剩余的光生电子集中在NH₂-UiO-66的导带，而空穴则集中在BiOBr的价带，即光生电子与空穴分离。NH₂-UiO-66导带的电位(-0.68 eV)比O₂/•O $_{2}^{-}$ (-0.33 eV)更负，使NH₂-UiO-66表面的O₂接收电子还原为强氧化性•O $_{2}^{-}$ 。BiOBr的价带电位(2.44 eV)比H₂O/•OH(2.27 eV)正，使价带上的空穴将H₂O氧化成•OH^[60]。

图18

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图18 NH₂-UiO-66/BiOBr Z型异质结光催化剂降解OFX的机理

Fig.18 Mechanism of the photocatalytic degradation of OFX by the NH₂-UiO-66/BiOBr Z-scheme heterojunction photocatalyst

于是，NH₂-UiO-66/BiOBr复合光催化剂降解OFX的机理可表示为

N H_{2} - U i O - 66 / B i O B r + v i s \to e^{-} + h^{+}

(5)

e^{-} + O_{2} \to \cdot O_{2}^{-}

(6)

h^{+} + H_{2} O / O H^{-} \to \cdot O H

(7)

\cdot O_{2}^{-} + h^{+} \to^{1} O_{2}

(8)

(\cdot O_{2}^{-} + h^{+} + \cdot O H +^{1} O_{2}) + O F X \to D e g r a d a t i o n p r o d u c t s

(9)

3 结论

(1) NH₂-UiO-66与BiOBr复合形成的Z型异质结结构，使光生电子与空穴的分离效率和催化剂的光催化性能显著提高。

(2) 与单一组分相比NUB-1的电荷转移阻抗最低和光电流密度较高，具有优异的电荷分离和传输性能。

(3) 超氧自由基(•O $_{2}^{-}$ )和空穴(h⁺)是光催化降解过程中的主要活性物种，Z型异质结的结构构建提高了氧化还原反应效率。

(4) NUB-1复合催化剂5次循环后保持了较高的光催化效率，表明其具有优异的稳定性和循环能力，对TC、RhB以及NFX等多种有机污染物的光催化降解性能较高。

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[J]. Sep. Purif. Technol., 2021, 274: 119140

[本文引用: 1]

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Mengting

, Duan

, Zhao

, et al.

Fabrication of the flower-like Z-scheme heterojunction photocatalyst Bi-BiOI/UiO 66 for enhanced photodegradation of acetaminophen in simulated wastewater

[J]. J. Environ. Manage., 2024, 354: 120325

[本文引用: 1]

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Huang

W G

, Wang

X Z

, Zhang

W T

, et al.

Intraligand charge transfer boosts visible-light-driven generation of singlet oxygen by metal-organic frameworks

[J]. Appl. Catal., 2020, 273B: 119087

[本文引用: 1]

[59]

Wang

T Y

, Zhao

, Meng

L H

, et al.

In-situ-construction of BiOI/UiO-66 heterostructure via nanoplate-on-octahedron: A novel p-n heterojunction photocatalyst for efficient sulfadiazine elimination

[J]. Chem. Eng. J., 2023, 451: 138624

[本文引用: 1]

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Ren

J W

, Lv

, Wang

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, et al.

Construction of efficient g-C₃N₄/NH₂-UiO-66 (Zr) heterojunction photocatalysts for wastewater purification

[J]. Sep. Purif. Technol., 2021, 274: 118973

[本文引用: 1]

Recent advances in sorption-based photocatalytic materials for the degradation of antibiotics

2025

... 抗生素破坏或阻止病原体生长，可广泛应用在医疗和畜牧业等领域^[1].但是，抗生素的滥用不仅使用者产生抗药性，还严重污染环境^[2,3].氧氟沙星(OFX)是第三代氟喹诺酮类药物，具有广谱抗菌活性^[4].环境中残留的OFX严重威胁生态系统和人类的健康^[5].因此，研发高效OFX去除剂极为迫切. ...

Potential of solar photodegradation of antibiotics in shallow ditches: Kinetics, the role of dissolved organic matter and prediction models

2024

Swine wastewater co-exposed with veterinary antibiotics enhanced the antibiotic resistance of endophytes in radish (Raphanus sativus L.)

2024

Fe-O-Bi efficient electron transfer channels and photo-Fenton synergy in S-scheme heterojunctions: insights into interfacial interactions and ofloxacin degradation

2025

Progress on mechanism and efficacy of heterogeneous photocatalysis coupled oxidant activation as an advanced oxidation process for water decontamination

2024

... 可见光驱动的光催化剂可降解OFX污染物^[6,7].与催化活性较低的传统催化材料如TiO₂、ZnO、CuS等相比，由有机配体和金属离子/簇自组装成的金属有机骨架(Metal organic framework，MOFs)具有丰富的活性中心，且其孔径可调和比表面积较大^[8,9].Zr-MOF的稳定性极高和具有多种功能^[10,11]，特别是NH₂-UiO-66(Zr)的光吸收范围更宽和活性位点更多^[12,13].但是，单一的MOF电荷载流子的分离和迁移效率较低，难以高效降解污染物.用金属掺杂或半导体复合构建异质结，可提高对污染物的降解率^[14,15]. ...

Visible-light-response Fe-doped BiOCl microspheres with efficient photocatalysis-Fenton degradation of antibiotics

2024

Optimizing ligand-to-metal charge transfer in metal-organic frameworks to enhance photocatalytic performance

2024

Trends in the energy and environmental applications of metal-organic framework-based materials

2024

Functionalized Zr-MOFs for Enhancing flame retardancy and smoke suppression performance on TPU

2024

Development of Ce-doped NH₂-UiO-66(Zr) photocatalysts for efficient CO₂ reduction in an aqueous system

2024

Activation and Zr precursor influence on UiO-66-NH₂ composites for efficient cationic and anionic dye removal

2025

Fe(III)-incorporated UiO-66(Zr)-NH₂ frameworks: Microwave-assisted scalable production and their enhanced photo-Fenton degradation catalytic activities

2025

Elaborate construction of a MOF-derived novel morphology Z-scheme ZnO/ZnCdS heterojunction for enhancing photocatalytic H₂ evolution and tetracycline degradation

2025

Regulating electron transfer between valence-variable cuprum and cerium sites within bimetallic metal-organic framework towards enhanced catalytic hydrogenation performance

2025

A theoretical and experimental approach for photocatalytic degradation of caffeic acid using BiOBr microspheres

2021

... 溴氧化铋(BiOBr)是一种新型高效光催化剂^[16]，因其带隙较窄能响应可见光，其层状结构中的自建电场可提高电荷载流子的分离和迁移^[17~19].但是，BiOBr粒子的间隙较小和活性位点数量较少^[20,21]，使光催化降解有机污染物的活性降低.BiOBr与NH₂-UiO-66形成的异质结可拓宽材料的光响应范围、增加活性位点、抑制光生电子和空穴的复合^[22]，从而提高光催化性能. ...

The photocatalytic potential of BiOBr for wastewater treatment: A mini-review

2021

Recent advances in BiOBr-based photocatalysts for environmental remediation

2021

Novel BiOBr by compositing low-cost biochar for efficient ciprofloxacin removal: the synergy of adsorption and photocatalysis on the degradation kinetics and mechanism insight

2021

Core-shell-like BiOBr@BiOBr homojunction for enhanced photocatalysis

2022

Photocatalytic degradation of tetracycline by using a regenerable (Bi) BiOBr/rGO composite

2022

BiOBr/MXene/gC₃N₄ Z-scheme heterostructure photocatalysts mediated by oxygen vacancies and MXene quantum dots for tetracycline degradation: Process, mechanism and toxicity analysis

2023

Stable self-assembly AgI/UiO-66(NH₂) heterojunction as efficient visible-light responsive photocatalyst for tetracycline degradation and mechanism insight

2020

... 用溶剂热法^[23]合成NH₂-UiO-66.将1.0 mmol的四氯化锆(ZrCl₄)和1.0 mmol的2-氨基对苯二甲酸(BDC)分散到20 mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，磁力搅拌30 min使其充分溶解.然后将混合物倒入50 mL特氟龙内衬的不锈钢高压反应釜中，在120 ℃反应24 h.将所得沉淀物自然冷却并就那些离心分离，用DMF和乙醇将产物充分交替洗涤(3次).最后，将所得产物在70 ℃真空干燥8 h，得到淡黄色NH₂-UiO-66粉末样品. ...

Fabrication of novel ZnO@BiOBr/UiO-66-NH₂ core-shell heterojunction for improved tetracycline degradation

2023

... 将1.0 mmol的 Bi(NO₃)₃·5H₂O溶于10 mL的乙二醇中，再加入不同质量(0.1524、0.3048、0.54572、0.6096 g)的NH₂-UiO-66，将其磁力搅拌10 min完全溶解后得到混合溶液.将1.0 mmol的KBr溶解在5 mL的超纯水中，然后将其滴加到上述混合溶液中并持续剧烈搅拌，滴加结束后继续磁力搅拌30 min，然后将溶液转移至50 mL反应釜中在120 ℃高温反应5 h.自然冷却至室温后用去离子水和无水乙醇交替充分洗涤(3次).离心分离后收集沉淀，将其在60 ℃真空干燥8 h，得到BiOBr白色粉末.将复合材料BiOBr白色粉末记为NUB-x，其中x (x = 0.5、1、1.5、2)表示NH₂-UiO-66与BiOBr的质量比.单一BiOBr的制备方法与此类似^[24,25]，区别是滴加KBr前不加NH₂-UiO-66. ...

BiOBr/protonated graphitic C₃N₄ heterojunctions: Intimate interfaces by electrostatic interaction and enhanced photocatalytic activity

2015

Selective adsorption of cationic dyes by UiO-66-NH₂

2015

... 图2给出了催化剂样品的XRD谱.NH₂-UiO-66的谱中7.35°、8.50°、25.67°处的特征衍射峰与文献[26, 27]的结果相同.在BiOBr的谱中25.23°、31.76°、32.25°、46.25°和57.18°处的衍射峰分别对应其(101)、(102)、(110)、(200)和(212)晶面^[28].NH₂-UiO-66/BiOBr催化剂的谱中保留了NH₂-UiO-66、BiOBr各组分的所有衍射峰，表明催化剂的结构完整.与纯BiOBr的谱相比，在NH₂-UiO-66/BiOBr谱中31.76°处的(102)面BiOBr峰强降低，而在32.25°处的(110)面BiOBr峰强提高.其原因可能是NH₂-UiO-66中的氨基(-NH₂)官能团与BiOBr中的Bi³⁺发生配位作用形成了稳定的结构^[29]，降低了BiOBr晶体高能晶面的表面能，使BiOBr的生长更倾向于沿(110)面定向生长，抑制了(102)面的暴露.这种表面调控了与晶体定向生长的协同效应，使BiOBr纳米片的排列更加规则形成较高晶面选择的结构. ...

High-efficiency adsorption of norfloxacin using octahedral UIO-66-NH₂ nanomaterials: Dynamics, thermodynamics, and mechanisms

2020

One-pot hydrothermal synthesis of g-C₃N₄/BiOBr/Bi₂MoO₆ as a Z-scheme heterojunction for efficient photocatalytic degradation of ciprofloxacin (CIP) antibiotic and Rhodamine B (RhB) dye

2024

A novel visible-light-induced double Z-scheme photocatalytic system: NH₂-UiO-66/BiOBr/Bi₂S₃ for degradation of tetracycline hydrochloride and rhodamine B

2022

Synthesis of NH₂-UiO-66/Bi₄O₅I₂ heterojunction for high tetracycline reduction under visible light

2024

... 根据FT-IR分析研究了催化剂的化学键和官能团.在NH₂-UiO-66的红外谱(图3)中658、766 cm^-1处的吸收峰，属于Zr-O的伸缩振动；在1253 cm^-1附近的峰对应C-N的伸缩振动，在1380和1564 cm^-1处的峰对应C=O的振动峰，与羧基(-COOH)密切相关.在3326 cm^-1附近的宽峰对应氨基基团(-NH₂)的N-H伸缩振动^[30].这些峰的出现表明，NH₂-UiO-66中的官能团和有机框架结构完好地保留在催化剂中.在BiOBr的谱中1049 cm^-1处的峰，对应Br-O的伸缩振动^[31].在NUB-1的谱中保留了与NH₂-UiO-66和BiOBr对应的特征峰且其没有明显的移位，表明在复合过程中这两种材料结合并形成了稳定的异质结. ...

Construction of Type-II Zn-SnO₂/BiOBr heterojunctions with dual-oxygen vacancies for enhanced photocatalytic degradation

2024

A novel persulfate activation strategy by double Z-scheme Bi₂O₃/CuBi₂O₄/BiOBr heterojunction: Non-radical dominated pathway for levofloxacin degradation

2024

... 图4a给出了NH₂-UiO-66的SEM照片，可见均匀的八面体结构，粒径约为120 nm，晶体排列紧密且有序，表明这种催化剂的结晶性良好.这种有序的微观结构有助于光生载流子的传输和分离，从而提高光催化效率.图4b给出了BiOBr的SEM照片，可见一种由约100 nm的纳米片堆叠、交错聚集组成的疏松花簇状结构^[32].这些纳米片排列有序，边缘光滑清晰，形状和尺寸较不规则，厚度为10~20 nm.这种花簇状结构增大了催化剂的比表面积，从而提高了光的吸收和提供了更多的活性位点.颗粒间的空隙有助于反应物的扩散和产物的传输，促进光催化反应.图4c给出了NH₂-UiO-66与BiOBr的复合情况.可以看出，催化剂中既存在NH₂-UiO-66的多面体结构，也保留了BiOBr的片层结构，两种组分紧密结合.这种复合结构使光催化过程中催化剂能发挥两种材料的优势.NH₂-UiO-66和BiOBr的紧密接触促进了界面电荷的转移和分离，抑制了光生电子和空穴的复合，从而提高了光催化效率.EDS结果表明，C、N、O、Zr、Bi、Br六种元素均匀分布.以上结果证实，成功制备出了NH₂-UiO-66/BiOBr二元催化剂. ...

Bi₂Sn₂O₇/UiO-66-NH₂ heterojunction photocatalyst simultaneously adsorbed and photodegraded tetracycline

2023

... 图6a给出了NUB-1的XPS全谱，包含C、O、N、Zr、Bi、Br 6种元素.这表明，在催化剂中成功引入了BiOBr和NH₂-UiO-66.从图6b可见C 1s谱中3个典型的结合能峰，284.69 eV处的峰对应C-C，常见于有机分子骨架结构中.286.14 eV处的峰归属于C-N，表明NH₂-UiO-66中的氨基(-NH₂)官能团与碳结构有关.288.50 eV的峰归属于O-O=C，与NH₂-UiO-66结构中的羧基(-COOH)有关.N 1s谱(图6c)中的峰位集中在399.35 eV，对应-NH₂官能团.图6d给出了O 1s的峰，3个拟合峰的结合能分别为532.10、531.35和530.08 eV，对应-COOH、Zr-O、Bi-O.这表明，Zr基金属有机框架结构和BiOBr的结构存在于催化剂中^[33].在Zr 3d谱(图6e)中可见两个典型特征峰，185.19 eV处的特征峰对应Zr 3d_3/2，182.29 eV处的特征峰对应Zr 3d_5/2.在Bi 4f谱(图6f)中可见两个特征峰，分别位于164.73 eV (Bi 4f_5/2)和159.42 eV (Bi 4f_7/2)，表明BiOBr中的铋以Bi³⁺的形式存在. ...

Z-scheme heterojunction Bi₂MoO₆/NH₂-UiO-66(Zr/Ce) for efficient photocatalytic degradation of oxytetracycline: Pathways and mechanism

2023

... 对比单一NH₂-UiO-66和BiOBr的XPS谱，可见NUB-1的结合能峰的位置明显偏移.与NH₂-UiO-66的结合能相比，NUB-1中的Zr 3d向减小的方向偏移，与BiOBr的结合能相比，NUB-1中Bi 4f的结合能向增大的方向偏移.这表明，光生电子从BiOBr流向NH₂-UiO-66^[34,35].也表明，二者通过电子相互作用结成Z型异质结，而不是简单的物理混合. ...

Direct Z-scheme Bi₂MoO₆/UiO-66-NH₂ heterojunctions for enhanced photocatalytic degradation of ofloxacin and ciprofloxacin under visible light

2022

Synthesis of UiO-66-NH₂@PILs core-shell composites for CO₂ conversion into cyclic carbonates via synergistic catalysis under solvent- and additive-free conditions

2025

... 图7a给出了NH₂-UiO-66、BiOBr和NUB-1的N₂吸附-脱附等温线.NH₂-UiO-66的等温线为I型，表明其含有丰富的微孔和介孔结构^[36].BiOBr和NUB-1的等温线属于IV型，出现了滞后回环.BiOBr的等温线表明其吸附能力较弱，滞后环较小表明其孔隙结构不发达，不利于光催化反应中活性位点的暴露.NUB-1复合材料的吸附-脱附等温线伴有明显的H3型滞后环，表明其中有介孔结构.这种介孔结构使光催化剂的比表面积增大和反应活性位点数量增多. ...

Use and misuse of the Kubelka-Munk function to obtain the band gap energy from diffuse reflectance measurements

2022

... 根据Kubelka-Munk函数(αhv)^1/ⁿ = A(hv-E_g)可计算催化剂的禁带宽度^{[37, 38]}.NH₂-UiO-66是直接带隙半导体n = 1/2，BiOBr是间接带隙半导体n = 2.计算结果表明，NH₂-UiO-66和BiOBr的禁带宽度分别为2.90和2.80 eV，NUB-1复合材料的禁带宽度为2.85 eV.这表明，复合催化剂的光吸收范围可能更大，能充分利用可见光. ...

Synergetic photocatalytic degradation of the tetracycline antibiotic over S-scheme based BiOBr/CuInS₂/WO₃ ternary heterojunction photocatalyst

2024

One-pot synthesis of Ni(Ⅱ)-doped UiO-66-NH₂ for enhanced photocatalytic CO₂ reduction to CO with efficient charge transfer

2024

... 用Mott-Schottky(M-S)法^[39]计算了催化剂样品的平带电位(E_fb).如图8e、f所示，NH₂-UiO66和BiOBr的平带电位E_fb分别为-0.58和-0.26 eV.催化剂样品的M-S曲线的斜率均为正，表明其为n型半导体.另一方面，平带电势(E_fb)即为费米能级(E_f)，而n型半导体中的导带电势(E_CB)比费米能级约低0.1 eV.这表明，NH₂-UiO-66、BiOBr的E_CB分别为-0.68和-0.36 eV.因此，可由E_g = E_VB-E_CB计算出价带势(E_VB).计算结果表明，NH₂-UiO-66、BiOBr的E_VB分别为2.22和2.44 eV. ...

A novel 0D/3D Z-Scheme heterojunction ZnS/MIL-88(A) with significantly boosted photocatalytic activity toward tetracycline

2025

... 催化剂的光电化学参数定性表征样品中光生载流子的迁移和分离效率^[40].瞬时光电流强度越高表明其电荷传输效率越高，光生电子-空穴对的分离效率越高.EIS图谱中的圆弧半径越小表明其阻抗越小、光生电子-空穴对的分离度越高；PL荧光光谱的峰强度越高，表明光生电子和空穴的复合率越高^[41].图9表明，NUB-1复合催化剂的电荷转移阻抗最小和光电流密度最高，即其光生电子和空穴的分离与传导有显著的优势.复合催化剂NUB-1的荧光强度显著降低，表明异质结抑制了光生载流子的复合，提高了光生电子和空穴的分离效率.NH₂-UiO-66与BiOBr的异质结结构降低了电荷传输阻力，提高了光生电荷的分离效率，从而提高了光催化性能.与单一组分的性能相比，NUB-1复合催化剂的光电化学性能和光催化活性优异，即其综合性能优异. ...

Preparation of g-C₃N₄/Ag/TiO₂NTs and photocatalytic degradation of ceftazidine

2022

g-C₃N₄/Ag/TiO₂NTs的制备及其对西维因的光催化降解

2022

Influence of pH and DO on the ofloxacin degradation in water by UVA-LED/TiO₂ nanotube arrays photocatalytic fuel cell: mechanism, ROSs contribution and power generation

2020

... 使用稀HCl和NaOH溶液在OFX初始水溶液的pH = 3~11范围内将其调节，研究pH值对光催化剂降解性能的影响.从图12可见，反应体系的pH=3、5、7、9、11时，降解率分别为36.52%、74.27%、87.84%、89.68%和53.57%.在强酸性条件下(pH = 3)，催化剂的降解率最低.其原因是，在强酸性条件下NH₂-UiO-66中氨基基团的质子化使光催化剂的催化活性降低.在酸性条件下OFX分子以阳离子态(OFXH²⁺)存在^[42]，表面带正电荷^[43].于是，与也带正电荷的质子化NH₂-UiO-66相互排斥，使催化剂对OFX分子的吸附降低.同时，在酸性条件下溶液中OH⁻离子的浓度较低，限制了羟基自由基(•OH)的生成，也在一定程度上抑制了氧化反应. ...

Host-guest interaction between Ofloxacin-β-Cyclodextrin complexes in acidic and neutral pH: A fluorescence quenching study

2017

Potentiometric determination of acid dissociation constants (pK_a) for human and veterinary antibiotics

2004

... 随着pH的增大催化剂的光催化效果明显提高，pH = 9时降解效果最佳.其原因是，pH值约为9时OFX分子的羧基发生去质子化，哌嗪环上的氨基发生质子化^[44,45].于是，OFX以两性离子的形态存在，其光量子的产率最高^[46]，因此降解效率最高.在强碱条件下(pH = 11)反应速率和降解率都大幅度降低，因为pH 10.7时OFX以阴离子态(OFX⁻)存在，其光量子产率低于两性离子态.同时，在高pH条件下催化剂的表面结构可能发生变化而使催化剂失活.反应60 min后曲线略有上升然后趋于平稳，因为催化剂的结构改变使原本吸附在催化剂表面的空白组OFX解吸回到溶液中. ...

Distinct photolytic mechanisms and products for different dissociation species of ciprofloxacin

2013

Study on the influence of pH and DO inphotocatalytic fuel cell degrading ofloxacin

2018

pH和DO对光催化燃料电池降解氧氟沙星影响研究

2018

Preparation of S-scheme heterojunction photocatalyst Y2O3/BiOCl and visible light degradation of ofloxacin: Photocatalytic mechanism, DFT calculation, degradation pathway, and toxicity evaluation

2025

... 废水中的阴离子使溶液的pH值改变，还与反应体系中的污染物竞争活性氧物质，从而降低催化剂对污染物的降解.如图13所示，在反应体系中分别加入浓度为5 mmol/L的HCO

_{3}^{-}

(NaHCO₃)、H₂PO

_{4}^{-}

(KH₂PO₄)、Cl⁻(NaCl)、SO

_{4}^{2 -}

(Na₂SO₄)和NO

_{3}^{-}

(NaNO₃)，反应120 min后OFX的降解率分别为33.85%、45.44%、92.53%、91.38%、94.38%.动力学常数k分别为0.00217、0.00387、0.02295、0.01998、0.02080 min^-1.与对照组结果相比，HCO

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

对OFX降解率的影响较大.其原因是，HCO

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

占据催化剂表面的吸附和反应位点^[47,48]，使催化剂对OFX的吸附率降低.同时，HCO

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

与空穴(h⁺)和·OH反应生成较为稳定的碳酸根自由基(HCO

_{3}^{-}

+ h⁺ → •CO

_{3}^{-}

+ H⁺，HCO

_{3}^{-}

+ •OH → •CO

_{3}^{-}

+ H₂O)和磷酸氢根自由基(H₂PO

_{4}^{-}

+ h⁺ → •HPO

_{4}^{-}

+ H⁺，H₂PO

_{4}^{-}

+ •OH → •HPO

_{4}^{-}

+ H₂O)^[49].这种自由基的氧化能力远低于·OH^[50,51]，意味着离子与OFX竞争自由基使催化剂的降解率降低.Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

_{3}^{-}

对OFX降解的影响较小，因为这些离子以较低的反应速率消耗活性自由基(Cl⁻ + •OH + H⁺ → H₂O + Cl•，NO

_{3}^{-}

+ •OH → NO₃• + OH^-，SO₄²⁻ + •OH → •SO

_{4}^{-}

+ OH⁻)^[50,52].同时，Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

_{3}^{-}

也在催化剂的表面被吸附，占据了光催化反应的活性位点，减少了OFX与催化剂表面的接触. ...

ZIF-67-derived monolithic bimetallic sulfides as efficient persulfate activators for the degradation of ofloxacin

2024

_{3}^{-}

(NaHCO₃)、H₂PO

_{4}^{-}

(KH₂PO₄)、Cl⁻(NaCl)、SO

_{4}^{2 -}

(Na₂SO₄)和NO

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和H₂PO

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对OFX降解率的影响较大.其原因是，HCO

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和H₂PO

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占据催化剂表面的吸附和反应位点^[47,48]，使催化剂对OFX的吸附率降低.同时，HCO

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和H₂PO

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与空穴(h⁺)和·OH反应生成较为稳定的碳酸根自由基(HCO

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+ h⁺ → •CO

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+ H⁺，HCO

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+ •OH → •CO

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+ H₂O)和磷酸氢根自由基(H₂PO

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+ h⁺ → •HPO

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+ H⁺，H₂PO

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+ •OH → •HPO

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+ H₂O)^[49].这种自由基的氧化能力远低于·OH^[50,51]，意味着离子与OFX竞争自由基使催化剂的降解率降低.Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

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对OFX降解的影响较小，因为这些离子以较低的反应速率消耗活性自由基(Cl⁻ + •OH + H⁺ → H₂O + Cl•，NO

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+ •OH → NO₃• + OH^-，SO₄²⁻ + •OH → •SO

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+ OH⁻)^[50,52].同时，Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

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也在催化剂的表面被吸附，占据了光催化反应的活性位点，减少了OFX与催化剂表面的接触. ...

Construction of S-scheme BiOCl/Bi₂₄O₃₁Cl₁₀ heterojunction by thermally induced in-situ phase transition strategy for photocatalytic degradation of ciprofloxacin

2025

_{3}^{-}

(NaHCO₃)、H₂PO

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(KH₂PO₄)、Cl⁻(NaCl)、SO

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(Na₂SO₄)和NO

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和H₂PO

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对OFX降解率的影响较大.其原因是，HCO

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和H₂PO

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占据催化剂表面的吸附和反应位点^[47,48]，使催化剂对OFX的吸附率降低.同时，HCO

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和H₂PO

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与空穴(h⁺)和·OH反应生成较为稳定的碳酸根自由基(HCO

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+ h⁺ → •CO

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+ H⁺，HCO

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+ •OH → •CO

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+ H₂O)和磷酸氢根自由基(H₂PO

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+ h⁺ → •HPO

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+ H⁺，H₂PO

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+ •OH → •HPO

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+ H₂O)^[49].这种自由基的氧化能力远低于·OH^[50,51]，意味着离子与OFX竞争自由基使催化剂的降解率降低.Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

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对OFX降解的影响较小，因为这些离子以较低的反应速率消耗活性自由基(Cl⁻ + •OH + H⁺ → H₂O + Cl•，NO

_{3}^{-}

+ •OH → NO₃• + OH^-，SO₄²⁻ + •OH → •SO

_{4}^{-}

+ OH⁻)^[50,52].同时，Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

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也在催化剂的表面被吸附，占据了光催化反应的活性位点，减少了OFX与催化剂表面的接触. ...

Transforming goat manure into surface-loaded cobalt/biochar as PMS activator for highly efficient ciprofloxacin degradation

2020

_{3}^{-}

(NaHCO₃)、H₂PO

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(KH₂PO₄)、Cl⁻(NaCl)、SO

_{4}^{2 -}

(Na₂SO₄)和NO

_{3}^{-}

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

对OFX降解率的影响较大.其原因是，HCO

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和H₂PO

_{4}^{-}

占据催化剂表面的吸附和反应位点^[47,48]，使催化剂对OFX的吸附率降低.同时，HCO

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

与空穴(h⁺)和·OH反应生成较为稳定的碳酸根自由基(HCO

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+ h⁺ → •CO

_{3}^{-}

+ H⁺，HCO

_{3}^{-}

+ •OH → •CO

_{3}^{-}

+ H₂O)和磷酸氢根自由基(H₂PO

_{4}^{-}

+ h⁺ → •HPO

_{4}^{-}

+ H⁺，H₂PO

_{4}^{-}

+ •OH → •HPO

_{4}^{-}

+ H₂O)^[49].这种自由基的氧化能力远低于·OH^[50,51]，意味着离子与OFX竞争自由基使催化剂的降解率降低.Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

_{3}^{-}

对OFX降解的影响较小，因为这些离子以较低的反应速率消耗活性自由基(Cl⁻ + •OH + H⁺ → H₂O + Cl•，NO

_{3}^{-}

+ •OH → NO₃• + OH^-，SO₄²⁻ + •OH → •SO

_{4}^{-}

+ OH⁻)^[50,52].同时，Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

_{3}^{-}

也在催化剂的表面被吸附，占据了光催化反应的活性位点，减少了OFX与催化剂表面的接触. ...

... [50,52].同时，Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

_{3}^{-}

也在催化剂的表面被吸附，占据了光催化反应的活性位点，减少了OFX与催化剂表面的接触. ...

A novel electrochemically enhanced homogeneous PMS-heterogeneous CoFe₂O₄ synergistic catalysis for the efficient removal of levofloxacin

2022

_{3}^{-}

(NaHCO₃)、H₂PO

_{4}^{-}

(KH₂PO₄)、Cl⁻(NaCl)、SO

_{4}^{2 -}

(Na₂SO₄)和NO

_{3}^{-}

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

对OFX降解率的影响较大.其原因是，HCO

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

占据催化剂表面的吸附和反应位点^[47,48]，使催化剂对OFX的吸附率降低.同时，HCO

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

与空穴(h⁺)和·OH反应生成较为稳定的碳酸根自由基(HCO

_{3}^{-}

+ h⁺ → •CO

_{3}^{-}

+ H⁺，HCO

_{3}^{-}

+ •OH → •CO

_{3}^{-}

+ H₂O)和磷酸氢根自由基(H₂PO

_{4}^{-}

+ h⁺ → •HPO

_{4}^{-}

+ H⁺，H₂PO

_{4}^{-}

+ •OH → •HPO

_{4}^{-}

+ H₂O)^[49].这种自由基的氧化能力远低于·OH^[50,51]，意味着离子与OFX竞争自由基使催化剂的降解率降低.Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

_{3}^{-}

对OFX降解的影响较小，因为这些离子以较低的反应速率消耗活性自由基(Cl⁻ + •OH + H⁺ → H₂O + Cl•，NO

_{3}^{-}

+ •OH → NO₃• + OH^-，SO₄²⁻ + •OH → •SO

_{4}^{-}

+ OH⁻)^[50,52].同时，Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

_{3}^{-}

也在催化剂的表面被吸附，占据了光催化反应的活性位点，减少了OFX与催化剂表面的接触. ...

Construction dual active sites on SnO₂ via Fe doping for effective ciprofloxacin photodegradation

2024

_{3}^{-}

(NaHCO₃)、H₂PO

_{4}^{-}

(KH₂PO₄)、Cl⁻(NaCl)、SO

_{4}^{2 -}

(Na₂SO₄)和NO

_{3}^{-}

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

对OFX降解率的影响较大.其原因是，HCO

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

占据催化剂表面的吸附和反应位点^[47,48]，使催化剂对OFX的吸附率降低.同时，HCO

_{3}^{-}

和H₂PO

_{4}^{-}

与空穴(h⁺)和·OH反应生成较为稳定的碳酸根自由基(HCO

_{3}^{-}

+ h⁺ → •CO

_{3}^{-}

+ H⁺，HCO

_{3}^{-}

+ •OH → •CO

_{3}^{-}

+ H₂O)和磷酸氢根自由基(H₂PO

_{4}^{-}

+ h⁺ → •HPO

_{4}^{-}

+ H⁺，H₂PO

_{4}^{-}

+ •OH → •HPO

_{4}^{-}

+ H₂O)^[49].这种自由基的氧化能力远低于·OH^[50,51]，意味着离子与OFX竞争自由基使催化剂的降解率降低.Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

_{3}^{-}

对OFX降解的影响较小，因为这些离子以较低的反应速率消耗活性自由基(Cl⁻ + •OH + H⁺ → H₂O + Cl•，NO

_{3}^{-}

+ •OH → NO₃• + OH^-，SO₄²⁻ + •OH → •SO

_{4}^{-}

+ OH⁻)^[50,52].同时，Cl⁻、SO

_{4}^{2 -}

、NO

_{3}^{-}

也在催化剂的表面被吸附，占据了光催化反应的活性位点，减少了OFX与催化剂表面的接触. ...

Visible light photocatalytic degradation of MB using UiO-66/g-C₃N₄ heterojunction nanocatalyst

2018

... 图16给出了不同猝灭剂对NUB-1复合光催化剂降解OFX的影响，以此确定光催化过程中主要的活性物种.分别用异丙醇(IPA)、L-组氨酸(L-H)、碘化钾(KI)、对苯醌(p-BQ)作为•OH、¹O₂、h⁺、•O

_{2}^{-}

的猝灭剂^[53,54].加入IPA、L-H、KI、p-BQ后催化剂的降解率分别从92.48%降低到88.20%、83.54%、33.00%、40.99%.由此可见，KI和p-BQ对催化剂的降解性能抑制最强，表明h⁺和•O

_{2}^{-}

是主要的活性物种，而•OH和¹O₂有一定的辅助作用. ...

Efficient photocatalytic degradation of tetracycline under visible light by Z-scheme Ag₃PO₄/mixed-valence MIL-88A(Fe) heterojunctions: Mechanism insight, degradation pathways and DFT calculation

2021

_{2}^{-}

_{2}^{-}

是主要的活性物种，而•OH和¹O₂有一定的辅助作用. ...

... 为了证明光催化反应体系中存在•OH、¹O₂、h⁺、•O

_{2}^{-}

，测试了反应体系的ESR.使用二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)作为•OH和•O

_{2}^{-}

的捕获剂，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶(TMEPO)作为¹O₂的捕获剂^[54,55]，测试结果如图17所示.在黑暗条件下没有DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号，光照射后出现DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号.光照时间从5 min延长到20 min，DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号强度提高，样品中两种自由基的数量随之增加，导致特征峰的强度提高.这一结果证明，复合材料在光照下能产生•O

_{2}^{-}

及•OH.空穴捕获的效果不明显.黑暗条件的峰高于光照条件下的峰，可能是在光照条件下TMEPO捕获剂对空穴的捕获率降低，使光照下的空穴的信号减弱^[56].另一方面，浓度较高的OFX使许多空穴直接与OFX发生反应^[57].这表明，在降解过程中空穴的作用较为关键.这个结果，与自由基捕获的结果一致.¹O₂的信号峰值也随着光照时间的延长而增大，说明光激发产生的水合电子被氧捕获生成•O

_{2}^{-}

，然后•O

_{2}^{-}

与空穴复合生成¹O₂^[58,59]. ...

Design of UiO-66@BiOIO₃ heterostructural composites with remarkable boosted photocatalytic activities in removing diverse industrial pollutants

2021

... 为了证明光催化反应体系中存在•OH、¹O₂、h⁺、•O

_{2}^{-}

，测试了反应体系的ESR.使用二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)作为•OH和•O

_{2}^{-}

的捕获剂，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶(TMEPO)作为¹O₂的捕获剂^[54,55]，测试结果如图17所示.在黑暗条件下没有DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号，光照射后出现DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号.光照时间从5 min延长到20 min，DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号强度提高，样品中两种自由基的数量随之增加，导致特征峰的强度提高.这一结果证明，复合材料在光照下能产生•O

_{2}^{-}

_{2}^{-}

，然后•O

_{2}^{-}

与空穴复合生成¹O₂^[58,59]. ...

Construction of solar light-driven dual Z-scheme Bi₂MoO₆/Bi₂WO₆\AgI\Ag photocatalyst for enhanced simultaneous degradation and conversion of nitrogenous organic pollutants

2021

... 为了证明光催化反应体系中存在•OH、¹O₂、h⁺、•O

_{2}^{-}

，测试了反应体系的ESR.使用二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)作为•OH和•O

_{2}^{-}

的捕获剂，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶(TMEPO)作为¹O₂的捕获剂^[54,55]，测试结果如图17所示.在黑暗条件下没有DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号，光照射后出现DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号.光照时间从5 min延长到20 min，DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号强度提高，样品中两种自由基的数量随之增加，导致特征峰的强度提高.这一结果证明，复合材料在光照下能产生•O

_{2}^{-}

_{2}^{-}

，然后•O

_{2}^{-}

与空穴复合生成¹O₂^[58,59]. ...

Fabrication of the flower-like Z-scheme heterojunction photocatalyst Bi-BiOI/UiO 66 for enhanced photodegradation of acetaminophen in simulated wastewater

2024

... 为了证明光催化反应体系中存在•OH、¹O₂、h⁺、•O

_{2}^{-}

，测试了反应体系的ESR.使用二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)作为•OH和•O

_{2}^{-}

的捕获剂，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶(TMEPO)作为¹O₂的捕获剂^[54,55]，测试结果如图17所示.在黑暗条件下没有DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号，光照射后出现DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号.光照时间从5 min延长到20 min，DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号强度提高，样品中两种自由基的数量随之增加，导致特征峰的强度提高.这一结果证明，复合材料在光照下能产生•O

_{2}^{-}

_{2}^{-}

，然后•O

_{2}^{-}

与空穴复合生成¹O₂^[58,59]. ...

Intraligand charge transfer boosts visible-light-driven generation of singlet oxygen by metal-organic frameworks

2020

... 为了证明光催化反应体系中存在•OH、¹O₂、h⁺、•O

_{2}^{-}

，测试了反应体系的ESR.使用二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)作为•OH和•O

_{2}^{-}

的捕获剂，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶(TMEPO)作为¹O₂的捕获剂^[54,55]，测试结果如图17所示.在黑暗条件下没有DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号，光照射后出现DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号.光照时间从5 min延长到20 min，DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号强度提高，样品中两种自由基的数量随之增加，导致特征峰的强度提高.这一结果证明，复合材料在光照下能产生•O

_{2}^{-}

_{2}^{-}

，然后•O

_{2}^{-}

与空穴复合生成¹O₂^[58,59]. ...

In-situ-construction of BiOI/UiO-66 heterostructure via nanoplate-on-octahedron: A novel p-n heterojunction photocatalyst for efficient sulfadiazine elimination

2023

... 为了证明光催化反应体系中存在•OH、¹O₂、h⁺、•O

_{2}^{-}

，测试了反应体系的ESR.使用二甲基吡啶N-氧化物(DMPO)作为•OH和•O

_{2}^{-}

的捕获剂，2,2,6,6-四甲基-1-哌啶(TMEPO)作为¹O₂的捕获剂^[54,55]，测试结果如图17所示.在黑暗条件下没有DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号，光照射后出现DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号.光照时间从5 min延长到20 min，DMPO-•O

_{2}^{-}

和DMPO-•OH的ESR信号强度提高，样品中两种自由基的数量随之增加，导致特征峰的强度提高.这一结果证明，复合材料在光照下能产生•O

_{2}^{-}

_{2}^{-}

，然后•O

_{2}^{-}

与空穴复合生成¹O₂^[58,59]. ...

Construction of efficient g-C₃N₄/NH₂-UiO-66 (Zr) heterojunction photocatalysts for wastewater purification

2021

... 根据以上结果，提出NH₂-UiO-66/BiOBr复合光催化剂降解OFX的机理(图18).光照使催化剂价带上的电子跃迁至导带，在价带留下空穴.NH₂-UiO-66与BiOBr形成Z型异质结，二者之间的局部电场使BiOBr导带上的电子与NH₂-UiO-66价带上的空穴复合，剩余的光生电子集中在NH₂-UiO-66的导带，而空穴则集中在BiOBr的价带，即光生电子与空穴分离.NH₂-UiO-66导带的电位(-0.68 eV)比O₂/•O

_{2}^{-}

(-0.33 eV)更负，使NH₂-UiO-66表面的O₂接收电子还原为强氧化性•O

_{2}^{-}

.BiOBr的价带电位(2.44 eV)比H₂O/•OH(2.27 eV)正，使价带上的空穴将H₂O氧化成•OH^[60]. ...

〈

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