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技術文章

通過費米能級調控和氧缺陷工程增強BiVO4/BiOBr的光催化降解性能

閱讀:1705          發布時間:2022-7-20

1. 文章信息

標題:Enhanced photocatalytic degradation performance of BiVO4/BiOBr through combining Fermi level alteration and oxygen defect engineering

頁碼: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

分區信息:中科院一區Top; JCR分區(Q1)

涉及研究方向:工程技術: 化工;環境

4. 作者信息:南京理工大學劉純(第一作者),王風云(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: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(集成一體,光電化學專用)

附:正文和補充材料中標明了光源型號7.20新聞圖片.png

文章簡介:

構建氧空位(Ov)作為一種傳統且有效的方法已被廣泛用于提高光催化活性,但其對界面電荷轉移途徑的影響仍不明確。在此,我們通過簡便的方法合成了 BiVO4/BiOBr-Ov (BVB-Ov) 光催化劑。

 

隨后,各種表征結果驗證了通過將BiVO4與含氧空位的BiOBr(BiOBr-Ov)結合成功制備BVB-Ov復合材料。光催化降解實驗結果表明,20% BVB-Ov 對土霉素(OTC)的降解率最高(91%),遠高于 20% BiVO4/BiOBr(71%)。

 

此外,從液相色譜-質譜 (LC-MS) 分析中推斷出三種可能的降解途徑。光電化學、光致發光 (PL) 和時間分辨 PL (TRPL) 研究表明,20% BVB-Ov 具有*快的光生載流子分離和傳輸速率。


7.20號圖片2.png

 

 

開爾文探針力顯微鏡 (KPFM) 技術和密度泛函理論 (DFT) 計算表明,氧空位的引入調節了 BiVO4 和 BiOBr 之間費米能級的相對位置。我們最終結合了 DFT 計算、能帶分析、俘獲實驗和電子順磁共振 (EPR) 結果,證實了氧空位的存在導致光生載流子傳輸路徑從 II-型到 Z-型的改變。這項工作為氧空位協調界面電荷轉移途徑提供了見解和指導。

本文亮點:

1. 制備了一種新型 BiVO4/BiOBr-Ov Z-型異質結。

2. 氧空位的存在導致光生載流子傳輸路徑從 II-型到 Z-型的改變。

3. 基于 DFT 計算的結果解釋了內部電場和帶邊彎曲。

4. 討論了Z型光催化的機理。

5. •O2- 和h+是OTC 降解的主要自由基。

7.20圖片3.png

7.20圖片4.png

 

 

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