DOI:10.1016/j.mssp.2020.105359

通过简单的静电纺丝工艺合成了Pd含量为0、0.25、0.50、0.75和1.00at％的Pd掺杂α-Bi2O3纳米纤维。通过X射线衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能量色散X射线光谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）和光致发光（PL）对所制备的纳米纤维的结构和形态进行了系统的表征。通过在用作模拟燃油的轻质石油中去除吡啶来测试Pd掺杂α-Bi2O3纳米纤维的光催化脱氮性能。结果表明，Pd成功掺入α-Bi2O3晶格中，使α-Bi2O3的吸收带扩展到可见光区。含0.50at％Pd的Pd掺杂α-Bi2O3纳米纤维的光催化活性比单一α-Bi2O3表现出高得多的光催化活性，吡啶的光降解过程为拟一级反应。Pd的掺入不仅扩大了α-Bi2O3的吸收范围，而且阻止了光生电子-空穴对的复合。自由基捕获实验表明，吡啶光降解的主要贡献为h+，并提出了在可见光下Pd掺杂α-Bi2O3纳米纤维对吡啶的光催化降解机理。

图1.Bi2O3和0.50％Pd/Bi2O3纳米纤维的XRD图谱。

图2.（a）0.50％Pd/Bi2O3前体纳米纤维，（b）Bi2O3，（c）0.50％Pd/Bi2O3的FESEM图像；（d）0.50％Pd/Bi2O3的EDX光谱。（b）和（c）的实验条件相同：高压电源12kV，推进速度0.223 mL h-1，在500℃下煅烧2h。

图3.Bi2O3和0.50％Pd/Bi2O3纳米纤维的XPS光谱：（a）全扫描光谱以及（b）Pd 3d，（c）Bi 4f和（d）O 1s的高分辨率光谱。（d）中的子带（S1，S2和S3）为高斯分解结构。

图4.（a）Bi2O3和0.50％Pd/Bi2O3纳米纤维的紫外-可见漫反射光谱；（b）对应的（αhν）2与（hν）曲线。

图5.（a）吡啶在合成的纳米纤维、商用Bi2O3和P25上的光降解过程；（b）在不同光催化剂下吡啶降解的动力学线性模拟曲线和（c）反应速率常数；（d）0.50％Pd/Bi2O3的量、（e）初始N浓度和（f）pH值对吡啶脱氮速率的影响。误差棒代表三次重复测定的标准偏差（下同）。

图6.（a）重复使用对Bi2O3和0.50％Pd/Bi2O3纳米纤维光催化活性的影响。（b）在五个循环之前和之后的0.50％Pd/Bi2O3样品的XRD图谱。

图7.Bi2O3和0.50％Pd/Bi2O3纳米纤维（λex=310nm）的PL光谱。

图8.不同清除剂对吡啶光降解过程的影响。

图9.吡啶在Pd掺杂α-Bi2O3纳米纤维上的光降解机理。