摘要
钼酸铋(Bi2MoO6)是一种具有可见光响应的铋基半导体光催化材料，因其具有良好的导电性、较窄的禁带宽度和较负的导带位置引起科研工作者们的广泛关注。然而，其较大的电子-空穴复合率、相对低的量子产率以及载流子迁移率限制了其在实际中的应用。因此通过各种改性方法提高其可见光催化活性是Bi2MoO6实现广泛应用的必经之路。 本论文通过各种改性方法包括形貌调控、杂原子以及阴离子基团掺杂和贵金属负载来提高Bi2MoO6的光催化活性，同时进行了光动力治疗癌细胞实验，并探讨了光催化和光动力治疗机理，详细内容如下。 通过甘露醇辅助水热法合成了超薄Bi2MoO6，通过X-射线衍射仪(XRD)、固体紫外(UV-vis)、比表面积(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱(XPS)以及相关电化学测试探究了甘露醇对Bi2MoO6物理化学性质的影响。结果表明在甘露醇修饰后样品能带结构中价带下移导带上移，且变成一种超薄结构，对带正电荷污染物表现出良好的选择性吸附，同时也具有较好的光催化能力，这主要归因于价带下移使得Bi2MoO6具有更强的氧化能力，同时超薄结构提供了更大的比表面积，从而促使光催化性能提升。 通过一步水热法合成了碳酸根掺杂的Bi2MoO6，并采用快速还原法将贵金属(Au、Ag、Pd)负载其表面上，通过XRD、红外光谱(FT-IR)、SEM、TEM、电子顺磁光谱(ESR)等表征手段探究掺杂以及金属负载对样品晶体结构、电子结构以及能带结构的影响。结果表明，掺杂明显改变了Bi2MoO6物理化学性质，造成了晶格膨胀、结晶性降低、比表面积增加以及氧空位的产生。同时样品在碳酸根掺杂后光催化降解罗丹明B(RhB)和二苯基苯酚(OPP)能力得到显著提升。贵金属作为助催化剂进一步提升了材料的催化活性。掺杂后Bi2MoO6光催化性能提升的主要原因是碳酸根掺杂造成禁带宽度变窄促使样品可见光吸收率提高，同时大的比表面积也会产生更多的活性位点。贵金属作为电子陷阱捕获电子，从而提高了电子-空穴分离效率，使材料表现出更好的催化活性。 通过水热-烧结法合成了一系列碳掺杂Bi2MoO6样品，采用XRD、UV-vis、拉曼(Raman)、SEM、XPS、ESR对样品微观结构进行表征。结果表明，碳掺杂导致样品晶格膨胀、颗粒尺寸减小以及价带下移。光催化实验结果表明，碳掺杂显著提升了样品对RhB、甲基橙(MO)、盐酸四环素(TC)污染物降解能力。同时，碳掺杂样品可以作为光敏剂应用于癌细胞治疗，结果表明样品对肝癌细胞(HeLa细胞)表现出良好的光动力治疗效果。ESR结果确认了碳掺杂样品具有更高浓度的活性氧物质，这也是光催化以及光动力治疗癌细胞效果提升的主要原因。
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