球磨法制备具有增强NO去除活性和NO2−/NO3−选择性的Bi12GeO20基复合体系：表面氧空位和n-p异质结构的协同作用。

1. 文章信息

标题：Enhanced photocatalytic NO removal with the superior selectivity for NO2−/NO3− species of Bi12GeO20-based composites via a ball-milling treatment: Synergetic effect of surface oxygen vacancies and n-p heterojunctions

页码：Composites Part B: Engineering, 2022: 109600.

2. 文章链接

专用链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836821009665

3．期刊信息

期刊名：Composites Part B: Engineering

ISSN：1359-8368

影响因子：11.322

分区信息：中科院一区Top; JCR分区（Q1）

涉及研究方向：工程技术: 多学科；材料科学，复合物

4. 作者信息：上海理工大学常飞（第 一作者，第 一通讯作者），胡学锋（第二通讯作者），刘登国（第三通讯作者），孔源（第四通讯作者）

5. 光源型号：北京中教金源（CEL-LAX500, Aulight, Beijing）（500 W氙灯）

文章简介：

氮氧化物（NOx，主要指NO和NO2）是造成酸雨、臭氧形成、光化学烟雾和全 球变暖等环境问题的主要原因之一。此外，氮氧化物能够对人类健康产生各种有害的影响，长期接触低浓度氮氧化物会引起慢性咽喉炎、慢性支气管炎等，也会引发不同程度的神经衰弱综合症及牙齿酸蚀症。由于2019年臭氧浓度明显增加，氮氧化物减排已列入中国“十四五”规划。

在汽车动力装置和带有燃烧单元工业装置产生的NOx中，NO是一种占比很大的重要成分，应该通过适当的处理过程来有效消除。由于在温和条件下，半导体光催化技术可以通过吸收具有适当能量的入射光，以空气中的分子氧作为氧化剂来完成各种污染物的去除，特别适合低浓度（ppb）水平NOx的有效去除。在此过程中，NO的氧化易导致具有更强毒性NO2的累积，因此需要设计合成具有良好NO去除和抑 制NO2 产生的催化体系。

虽然机械球磨法可以满足实验室和工业生产的各种需求，被认为是材料加工中最 经济、直接、绿色的技术之一，并经常用于固相之间的物理混合和化学改性，但从未用于球磨制备Bi2S3。而且在球磨过程中，固-固接触界面可以诱导表面氧空位（OVs）的产生。

界面光生载流子和活性物种调控和体系的光催化性能密切相关。表面OVs作为吸附和反应活性位点，易于协同异质结构提高载流子的转移和分离效率，有效促进活性物种的生成和体系光催化性能的改善，因此在光催化NO去除领域颇受关注。为提高软铋矿Bi12GeO20的光催化NO去除效率，本文首次以硫粉为硫源，采用绿色环保的机械球磨技术制备了Bi12GeO20基复合材料Bi12GeO20-Bi2S3。经分析表征，证实形成了具有丰富表面OVs的n-p异质结构的复合体系。

这些复合材料在可见光下可有效增强ppb浓度水平NO的光催化去除，对生成硝酸根和亚硝酸根离子具有较高的选择性，显著抑 制了毒性中间体NO2的产生。其中，最 佳的复合样品BGS0.1具有最 高的NO去除率和最 强的硝酸根和亚硝酸根选择性（96%），这主要与增强的可见光吸收、优异的微观结构和匹配的能带结构密切相关。

密度泛函理论计算表明表面OVs对异质复合体系的能带结构和反应路径具有明显影响：表面OVs能促进NO的吸附，表面OVs与异质结构一起能促进后续的氧化去除过程。基于实验和分析结果，初步推测这些具有良好结构稳定性和可重复利用性的n-p异质结构为Z-Scheme复合体系。本研究为机械球磨构建具有丰富表面氧空位的异质结构复合体系进行了有益尝试，也为软铋矿Bi12GeO20的改性及在可见光光催化去除NO方面的研究提供了新的思路。

图 2 BGO (a)，BGS0.1 (b)吸附过程和BGO (c)，BGS0.1 (d)光催化NO去除过程的原位DRIFTS图

图 3 BGS0.1(N) (a)和BGS0.1 (b)的变化密度分布，BGO, BGS0.1(N), 和BGS0.1 的吸附和反应活化能的DFT计算变化 (c)

图 4 BGS复合体系光催化去除NO的机理图

产品推荐：CEL-S500模拟日光氙灯光源

详细介绍

CEL-S500型氙灯光源，是专门针对太阳能电池的研究级的氙灯光源；光源内部安装500W 高压短弧球形氙灯，在高频高压激发下形成弧光放电。高压短弧球形氙灯是发光点很小的点光源，在点燃时辐射出强而稳定的、紫外、可见、近红外的强烈连续光谱，可见区光色极近似于日光,能量密度高，输出稳定，不仅应用于太阳能电池研究、还可用于光电响应型器件测试、太阳能电池的I-V性能测试、表面光电压谱、生物光照、光催化、表面缺陷分析等领域。模拟日光氙灯光源（智能型E7系列 ，E9系列）实现了自动开机、关机、光功率自动调节、自定义开关次数及频率、实现数字监控、程序模式可以根据实验时间的不同阶段要求自动适时调整光强（可以完全模拟日光一整天的变化）。可以配合软件使用。该系列光源可以兼容多种规格、品牌、进口及国产滤光片及透镜（25.4mm，50.8mm，,M52，M62等），我公司可以提供各种规格石英滤光片、反光片、K9光学滤光片等。可见光：太阳能电池测试、模拟太阳光、点光源输出、可光纤引出、均匀平行光。配合使用AM1.5滤光片，可以达到与太阳光光谱较好的拟合，产品性能应用更优。配合使用可调光澜，可以调整光斑照射面积，照射面积为直径3mm-50mm连续可调。

产品应用

     太阳能电池测试、模拟太阳光、点光源输出、可光纤引出、均匀平行光。
模拟日光氙灯光源

型号	配置及功能	备注
CEL-S500P2	高稳定氙灯电源1套，氙灯灯箱（含三维移动平台），配置国产500W氙灯灯泡1只，汇聚点光源光路 1套	点光型
CEL-S500	高稳定氙灯电源1套，氙灯灯箱（含三维移动平台），配置国产500W氙灯灯泡1只，汇聚点光源光路 1套，平行光路1套，光路转向装置可配置各种滤光片，配置滤光片AREF	基本型
CEL-S350	高稳定氙灯电源1套，氙灯灯箱（含三维移动平台），配置国产350W氙灯灯泡1只，汇聚点光源光路 1套，平行光路1套，光路转向装置可配置各种滤光片，配置滤光片AREF	基本型
CEL-S500R3	高稳定氙灯电源1套，氙灯灯箱（含三维移动平台），配置德国欧司朗500W氙灯灯泡1只，汇聚点光源光路 1套，平行光路1套，光路转向装置可配置各种滤光片，配置滤光片AREF	基本型
CEL-S500R5	高稳定氙灯电源1套，氙灯灯箱（含三维移动平台），配置德国欧司朗500W氙灯灯泡1只，汇聚点光源光路 1套，平行光路1套，光路转向装置可配置各种滤光片，配置滤光片AREF，直径5mm长1200mm液晶光纤1根，AM1.5模拟日光滤光片	高配型

AM1.5模拟日光光谱图(AULTT-P系列光纤光谱仪测量)

优势特点
1）优质光学透镜提高光收集效率；
2）采用背面光反射镜结构提高光收集效率；
3）内置三维调节平台，可实现光学精密调节；
4）齐全的各种配件，可光纤连接及各种滤光片；
5）色温高达6000K，模拟太阳光；
6）制冷方式采用风扇风冷循环制冷。

规格参数

组合配件（选配）

1）配件可与CEL-HX系列氙灯光源通用。

2）配合氙灯光源的使用，可选择各种不同的附件，可加装透镜、滤光片、光纤等，适用于不同实验的需要。

3）平行光透镜组套筒。

4）AM1.5G日光光谱拟合滤光片。

5）光路转向器。

6）光纤联结及输出装置。