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通過費(fèi)米能級(jí)調(diào)控和氧缺陷工程增強(qiáng)BiVO4/BiOBr的光催化降解性能
發(fā)布時(shí)間：2022-07-20 瀏覽量：3000
1. 文章信息
標(biāo)題：Enhanced photocatalytic degradation performance of BiVO4/BiOBr through combining Fermi level alteration and oxygen defect engineering
頁(yè)碼：Chemical Engineering Journal, 2022: 137757.
2. 文章鏈接
專用鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722032442
3．期刊信息
期刊名：Chemical Engineering Journal
ISSN：1385-8947
影響因子：16.744
分區(qū)信息：中科院一區(qū)Top; JCR分區(qū)（Q1）
涉及研究方向：工程技術(shù): 化工；環(huán)境
4. 作者信息：南京理工大學(xué)劉純（第一作者），王風(fēng)云（第一通訊作者），夏明珠（第二通訊作者），陳群（第三通訊作者）
5. 光源型號(hào)：北京中教金源（CEL-HXF300, Beijing China Education Au-light Co., Ltd.）（300 W氙燈，可見光）、CEL-PF300-T9氙燈光源系統(tǒng)（集成一體，光電化學(xué)專用）
附：正文和補(bǔ)充材料中標(biāo)明了光源型號(hào)
文章簡(jiǎn)介：
構(gòu)建氧空位（Ov）作為一種傳統(tǒng)且有效的方法已被廣泛用于提高光催化活性，但其對(duì)界面電荷轉(zhuǎn)移途徑的影響仍不明確。在此，我們通過簡(jiǎn)便的方法合成了 BiVO4/BiOBr-Ov (BVB-Ov) 光催化劑。
隨后，各種表征結(jié)果驗(yàn)證了通過將BiVO4與含氧空位的BiOBr（BiOBr-Ov）結(jié)合成功制備BVB-Ov復(fù)合材料。光催化降解實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，20% BVB-Ov 對(duì)土霉素（OTC）的降解率最高（91%），遠(yuǎn)高于 20% BiVO4/BiOBr（71%）。
此外，從液相色譜-質(zhì)譜 (LC-MS) 分析中推斷出三種可能的降解途徑。光電化學(xué)、光致發(fā)光 (PL) 和時(shí)間分辨 PL (TRPL) 研究表明，20% BVB-Ov 具有最快的光生載流子分離和傳輸速率。
開爾文探針力顯微鏡 (KPFM) 技術(shù)和密度泛函理論 (DFT) 計(jì)算表明，氧空位的引入調(diào)節(jié)了 BiVO4 和 BiOBr 之間費(fèi)米能級(jí)的相對(duì)位置。我們最終結(jié)合了 DFT 計(jì)算、能帶分析、俘獲實(shí)驗(yàn)和電子順磁共振 (EPR) 結(jié)果，證實(shí)了氧空位的存在導(dǎo)致光生載流子傳輸路徑從 II-型到 Z-型的改變。這項(xiàng)工作為氧空位協(xié)調(diào)界面電荷轉(zhuǎn)移途徑提供了見解和指導(dǎo)。
本文亮點(diǎn)：
1. 制備了一種新型 BiVO4/BiOBr-Ov Z-型異質(zhì)結(jié)。
2. 氧空位的存在導(dǎo)致光生載流子傳輸路徑從 II-型到 Z-型的改變。
3. 基于 DFT 計(jì)算的結(jié)果解釋了內(nèi)部電場(chǎng)和帶邊彎曲。
4. 討論了Z型光催化的機(jī)理。
5. ?O2- 和h+是OTC 降解的主要自由基。
