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供体-受体型卟啉基金属有机框架实现有效电荷分离高效光催化析氢（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2023年第8期51卷 124-134页

作者：阎菲张由子刘思碧邹睿卿 Jahan B Ghasemi 李炫华西北工业大学深圳研究院西北工业大学材料科学与工程学院凝固加工国家重点实验室纳米能源材料研究中心德黑兰大学化学系

利用光催化的方法将太阳能转化为氢能,是生产可持续燃料的有效途径之一.金属有机框架(MOFs)作为一类新兴的有机-无机杂化材料引起了研究者的广泛关注.由于MOFs材料的结构可调性,在框架中引入具有良好光吸收性能的基元,可以使MOFs在分子... 详细信息

利用光催化的方法将太阳能转化为氢能,是生产可持续燃料的有效途径之一.金属有机框架(MOFs)作为一类新兴的有机-无机杂化材料引起了研究者的广泛关注.由于MOFs材料的结构可调性,在框架中引入具有良好光吸收性能的基元,可以使MOFs在分子尺度有序排列的同时实现光催化析氢.单组分MOFs由于结构的相对有限性,存在电荷分离效率低的问题,而供体-受体(D-A)型双组分MOFs能够有效地促进电荷转移,同时电荷转移相互作用可以扩大光谱吸收范围,这些优良性能使之成为极具潜力的光催化剂.因此,寻找能够形成D-A结构的MOFs材料,实现高效光催化析氢仍然是一项亟需解决的科学问题.本文采用简单的溶剂热法将供体卟啉与受体二苯并噻吩砜(BTDO)相结合,构筑了一种卟啉基(TCPP)的D-A型MOF(TCPP-Zn-BTDO),其中, TCPP供体分子和BTDO受体分子通过Zn2+离子配位连接.红外吸收光谱中砜基的特征吸收峰以及电感耦合等离子体质谱表明有硫元素存在,说明成功引入了电子受体BTDO.TCPP-Zn-BTDO的光催化析氢效率较好,为1.48 mmolg-1h-1,是单组分MOF(TCPP-Zn)的3.14倍.此外, TCPP-Zn-BTDO具有较好的光催化稳定性,连续40 h实验后,光催化活性没有显著降低.紫外可见吸收光谱和光电流测试结果表明, TCPP-Zn-BTDO具有更高的光吸收效率和更强的光电流响应,说明TCPP-Zn-BTDO可以产生更多的光生载流子,从而有利于光催化析氢反应.同时, BTDO的加入增大了分子偶极子,有效增强了内建电场.表面电荷密度以及开路电压等表明, TCPP-Zn-BTDO的内建电场强度是单组分MOF的1.44倍.通过莫特肖特基曲线与禁带宽度计算出TCPP-Zn-BTDO具有更负的导带位置,因而具有较强的热力学驱动力和电子还原能力,从而促进光催化析氢.综上,本文设计了一种简单的方法来构筑高活性的D-A型MOF, D与A之间的电荷转移相互作用能有效促进光生载流子分离,为光催化析氢材料的设计提供参考.

关键词：光催化电荷分离卟啉金属有机框架供体-受体

管状g-C_(3)N_(4)/ZnIn_(2)S_(4)纳米片异质结通过促进电荷分离实现高效光催化合成H_(2)O_(2)

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Science China Materials 2023年第3期66卷 1053-1061页

作者：王俊霞郭昌梁江勇万家峰郑冰李玉鑫蒋保江 College of Chemistry Chemical Engineering and MaterialsHeilongjiang UniversityHarbin 150080China College of Biological and Chemical Engineering Guangxi University of Science and TechnologyLiuzhou 545006China

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种环保的活性氧和重要的绿色氧化剂.然而,到目前为止,实现高效和绿色可持续H_(2)O_(2)生产仍然面临挑战.本文中,我们展示了管状氮化碳(TCN)和ZnIn_(2)S_(4)(ZIS)纳米片(TCN/ZIS)异质结的光催化产H_(2)O_(2)性... 详细信息

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种环保的活性氧和重要的绿色氧化剂.然而,到目前为止,实现高效和绿色可持续H_(2)O_(2)生产仍然面临挑战.本文中,我们展示了管状氮化碳(TCN)和ZnIn_(2)S_(4)(ZIS)纳米片(TCN/ZIS)异质结的光催化产H_(2)O_(2)性能:3小时内H_(2)O_(2)的生产速率为2.77 mmol g-1h-1,分别为单独的TCN和ZIS的3.4倍和23.1倍.实验结果表明,TCN/ZIS异质结优异的光催化活性主要源于ZIS促进了电荷分离从而通过将O_(2)还原为·O_(2)-,然后生成H_(2)O_(2)来实现质子耦合电子转移过程.该工作提出了一种高效、绿色的H_(2)O_(2)生产策略,对环境修复具有重要科学意义和实用价值.

关键词：电荷分离生产速率环境修复氮化碳绿色氧化剂面临挑战

新颖CdMoO4/g-C3N4复合材料的制备及其可见光增强的电荷分离和光催化活性（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2020年第1期41卷 170-179页

作者：柴波闫俊涛范国枝宋光森王春蕾武汉轻工大学动物营养与饲料科学湖北省重点实验室湖北武汉430023 武汉轻工大学化学与环境工程学院湖北武汉430023

半导体光催化技术因其能够完全矿化和降解废水以及废气中的各种有机和无机污染物而受到越来越多研究者关注.尽管TiO2作为光催化剂显示了良好的应用前景,但其只对紫外光响应,该部分能量大约仅占太阳光谱的5%,从而限制了其实际应用.因此,... 详细信息

半导体光催化技术因其能够完全矿化和降解废水以及废气中的各种有机和无机污染物而受到越来越多研究者关注.尽管TiO2作为光催化剂显示了良好的应用前景,但其只对紫外光响应,该部分能量大约仅占太阳光谱的5%,从而限制了其实际应用.因此,开发新型可见光响应光催化剂成为光催化领域的研究焦点之一.石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种光催化材料,由于具有良好的热和化学稳定性以及可见光响应而备受关注.然而,单纯的g-C3N4由于光生电荷载流子易复合,光催化效果并不理想.为进一步提高g-C3N4的光催化活性,构建g-C3N4基异质结复合光催化材料被认为是增强g-C3N4光生电子-空穴分离效率的有效方法.CdMoO4作为一种光催化材料,与g-C3N4匹配的能带有利于光生电子-空穴的分离,从而提高g-C3N4的光催化活性.本文通过便利的原位沉淀-煅烧过程,制备了新颖的CdMoO4/g-C3N4异质复合光催化材料.复合材料的晶相构成、形貌、表面化学组分和光学特性等通过相应的分析测试手段进行表征.光催化活性通过可见光下催化降解罗丹明B水溶液来评价.结果显示,将CdMoO4沉积在g-C3N4表面形成复合材料可明显提高光催化活性,且当CdMoO4含量为4.8 wt%时达到最佳的光催化活性.这种显著增强的光催化活性可能是由于CdMoO4/g-C3N4复合物能够有效地传输和分离光生电荷载流子,从而抑制了光生电子-空穴的复合.电化学阻抗、瞬态光电流和稳定荧光光谱测试结果证实,通过CdMoO4与g-C3N4复合可有效增强电荷分离效率.此外,活性物捕获实验表明,在光催化过程中空穴(h+)和超氧自由基(?O2?)是主要活性物种.根据莫托-肖特基实验并结合紫外-可见漫反射吸收光谱,得到了单纯g-C3N4和CdMoO4的能带结构,提出了形成的II型异质结有助于增强光催化活性的机理.

关键词： CdMoO4/g-C3N4复合物异质结电荷分离可见光光催化活性

电荷分离型染料敏化剂：从抑制聚集到利用聚集（英文）

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电荷分离型染料敏化剂：从抑制聚集到利用聚集（英文）

锌掺杂OV-β-Bi_(2)O_(3)可见光催化活性的提高:能带结构的调节和电荷分离的促进

第二届全国太阳能电池材料与器件大会

作者：周雪琴许芳巩鹍王丽昌李巍刘东志天津大学化工学院 School of Chemical and Biomolecular Sciences Southern Illinois University

The aggregation-induced excited-state quenching(AIESQ) effect is a common issue for organic photovoltaic materials, which would debilitate the charge separation and transportation of solid organic photovoltaic materials(OPMs), counting against the cell performance. The aggregate structure of organic dyes in the organic solar cell(OSC) varies with the processing and application conditions, altering the photophysical processes together with the degree of AIESQ effect which finally induces variant cell performance. In various OSCs, only the dye molecules adsorbed on the titanium oxide(TiO2) in dye-sensitized solar cells(DSSCs) are quasi-dimentional, i.e. nearly monolayer.[1] In comparison with other organic materials in other OSCs with three-dimensional multilayers, the absorbed sensitizers in DSSCs are more conducive to reveal the aggregation effect on photovoltaic performances of cells. Our literature survey[2] reveals that the vast majority of dye sensitizers suffer from the AIESQ effect on account of intermolecular electron transfer, thus greatly diminishing the interfacial electron injection efficiency and the device efficiency. Hence, extensive studies are devoted to design sensitizers and device preparation process such as co-sensitization to suppress dye aggregation on the TiO2 film. It is assumed whether one can suppress the AIESQ effect by special designed molecules and utilize dye aggregation to boost the photovoltaic performance of DSSCs. Herein, we put forward the concept of charge-separated(CS) dye sensitizers which have been characterized with prominent CS feature. We report the greatly improved interfacial electron injection efficiency[3] and efficient suppression of AIESQ in aggregated CS dye sensitizers[4], which result in a boosted photocurrent as well as the efficiency of DSSCs because of the enhanced light harvest ability by aggregated dyes.Satisfactorily, the efficiency of dye TEBT-Pyc with a λabs max of 439 nm reaches up to 8.01%,even slightly better than that(7.89%) of the standard cell based

关键词：染料敏化太阳能电池聚集态诱导激发态淬灭染料敏化剂电荷分离

来源： cnki会议评论

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无机化学学报 2021年第3期37卷 541-554页

作者：赵亚雯张俊可冯彩霞徐佳鹏杜芮虎华周艳梅刘山虎刘艳红河南大学化学化工学院河南省环境污染控制材料国际联合实验室开封475004 河南省开封生态环境监测中心开封475003 中国科学院理化技术研究所北京100190

采用溶胶-凝胶-原位碳热还原处理的方法,制备了一种含有氧空位(OV)的新型Zn掺杂β-Bi_(2)O_(3)纳米材料(OV-Zn∶Bi_(2)O_(3)),氧空位的浓度可以通过改变Zn^(2+)的掺杂量进行调节。作为参照,只有氧空位没有Zn^(2+)的新型β-Bi_(2)O_(3)(... 详细信息

采用溶胶-凝胶-原位碳热还原处理的方法,制备了一种含有氧空位(OV)的新型Zn掺杂β-Bi_(2)O_(3)纳米材料(OV-Zn∶Bi_(2)O_(3)),氧空位的浓度可以通过改变Zn^(2+)的掺杂量进行调节。作为参照,只有氧空位没有Zn^(2+)的新型β-Bi_(2)O_(3)(OV-β-Bi_(2)O_(3))也通过类似的方法制得。通过紫外可见漫反射光谱、X射线光电子能谱、电子顺磁共振、光致发光光谱和光电化学测试,系统研究了氧空位和Zn^(2+)掺杂对OV-Zn∶Bi_(2)O_(3)降解亚甲基蓝(MB)和2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)可见光催化活性的综合影响。结果表明,氧空位的引入不仅可以使光吸收向长波方向拓展,而且可以促进光生载流子的分离。因此,与传统的β-Bi_(2)O_(3)相比,OV-β-Bi_(2)O_(3)对亚甲基蓝(MB)和2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的降解活性显著增强。对于OV-Zn∶Bi_(2)O_(3)催化剂,Zn^(2+)掺杂可使光催化剂的价带边缘向下移动,增强了光激发空穴的氧化能力,并且适量的锌掺杂也能提高光生载流子的分离效率。因此,OV-Zn∶Bi_(2)O_(3)的可见光活性优于OV-β-Bi_(2)O_(3),而且当Zn与Bi物质的量之比为0.3时,OV-Zn∶Bi_(2)O_(3)-0.3对MB和2,4,6-TCP的降解活性最高。

关键词：氧空位锌离子掺杂光催化电荷分离可见光活性

C_(3)N_(4)/TiO_(2)二维异质结:高效的表面反应与电荷分离效率

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Science Bulletin 2021年第3期66卷 275-283,M0004页

作者：肖玉婷郭世恩田国辉蒋保江任志宇田春贵李伟付宏刚 Key Laboratory of Functional Inorganic Material Chemistry Ministry of Education of the People’s Republic of ChinaHeilongjiang UniversityHarbin 150080China College of Chemistry and Chemical Engineering Jiangxi Inorganic Membrane Materials Engineering Research CentreJiangxi Normal UniversityNanchang 330022China Department of Chemistry Laboratory of Advanced MaterialsFudan UniversityShanghai 200433China

高效的电荷分离和快速的界面反应动力学是决定光催化分解水制氢效率的关键因素.通过采用原位剥离和转化策略,本文设计合成了一种具有优异光催化析氢性能的二维异质结光催化剂-超薄多孔C_(3)N_(4)纳米片负载TiO_(2)纳米晶(HCN/TiO_(2)).... 详细信息

高效的电荷分离和快速的界面反应动力学是决定光催化分解水制氢效率的关键因素.通过采用原位剥离和转化策略,本文设计合成了一种具有优异光催化析氢性能的二维异质结光催化剂-超薄多孔C_(3)N_(4)纳米片负载TiO_(2)纳米晶(HCN/TiO_(2)).结果表明,HCN/TiO_(2)光催化材料具有超薄二维结构、丰富且接触紧密的界面、高度多孔结构和TiO_(2)纳米晶分布均匀的特点.以上结构优势不仅能为HCN/TiO_(2)光催化分解水制氢提供更多的活性中心、促进反应物和生成物的传输,而且极大地提升其光生载流子的分离效率.因此,由于表面反应和光生载流子分离二者协同增强,HCN/TiO_(2)光催化剂(10 mg)在模拟太阳光(AM 1.5)照射条件下的析氢速率可达到282.3μmol h^(-1),表观量子效率在420nm波长处为13.4%.该工作为开发高性能二维异质结材料应用于清洁能源领域提供了一个极具前景的合成策略.

关键词：表面反应光生载流子合成策略活性中心设计合成电荷分离二维异质结模拟太阳光

锐钛矿/金红石TiO_2相结界面电荷分离的时间分辨发光光谱研究（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2016年第12期37卷 2059-2068页

作者：王秀丽沈帅冯兆池李灿中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室洁净能源国家实验室(筹)辽宁大连116023

“结”的构筑,被证实是提高电荷分离效率的重要策略,在太阳电池、光催化等领域有广泛应用.跟踪研究异质结、异相结处的电荷转移动力学,可深入认识结的作用,进一步指导新材料、新结构的设计合成.锐钛矿/金红石TiO2异相结,可大大提高TiO2... 详细信息

“结”的构筑,被证实是提高电荷分离效率的重要策略,在太阳电池、光催化等领域有广泛应用.跟踪研究异质结、异相结处的电荷转移动力学,可深入认识结的作用,进一步指导新材料、新结构的设计合成.锐钛矿/金红石TiO2异相结,可大大提高TiO2光催化重整生物质制氢的产氢性能.锐钛矿/金红石异相结处的电荷分离、复合等动力学行为还亟需进一步深入研究,我们使用时间分辨发光光谱技术,重点研究了锐钛矿和金红石界面处的电荷转移过程及其对电荷复合过程的影响机制.我们制备了一系列具有不同晶相组成的TiO2催化剂,使用XRD和表面灵敏的紫外拉曼光谱表征确定了样品的表面和体相组成,研究其光致发光性质并与其晶相组成相关联.发现,TiO2的发光行为与其晶相结构直接相关,特别是与其表面晶相结构存在密切关系.其中,500 nm的可见发光带与锐钛矿晶相相关,而835 nm的近红外发光带与金红石晶相相关.分析可见发光带强度随TiO2晶相组成的变化,发现TiO2粒子中存在少量金红石成分时,可见发光带强度不仅未猝灭,反而有一个明显的增强效应,同时,近红外发光峰的出现也存在一定的延后现象.这些结果表明锐钛矿/金红石异相结处存在金红石向锐钛矿的电荷转移过程.进一步,使用时间分辨发光光谱研究可见发光带和近红外发光带的衰减动力学,从而分析揭示锐钛矿/金红石相结对锐钛矿和金红石的载流子动力学的影响机制.对于可见发光带来说,锐钛矿/金红石异相结的存在使可见发光带的衰减速率在微秒时间尺度减慢,而在毫秒时间尺度反而衰减变快.在金红石为主要晶相的混相氧化钛中（如TiO2-800）,还观测到了一个新的约0.43ms的快衰减成分,表明锐钛矿向金红石的载流子转移过程.对于近红外发光带来说,与可见发光带类似,在微秒时间尺度的衰减也明显变慢,寿命可增长一倍以上,而在毫秒时间尺度的衰减速率没有明显变化.特别是,在锐钛矿/金红石异相结存在条件下,除长于40ms的微秒衰减成分外,基本所有混相TiO2样品都显示出-2ms的快衰减成分,且此快衰减成分的比例受样品晶相组成、制备方法等影响,可达到22%左右.这一快衰减成分的出现,证明了锐钛矿/金红石异相结处存在金红石向锐钛矿的载流子转移过程.我们通过发光光谱技术研究了锐钛矿/金红石异相结在电荷分离复合过程中的作用.研究发现,锐钛矿/金红石相结存在条件下,可见和近红外发光带都出现了一个新的快衰减成分,证明相结处存在快速的电荷分离过程.由于相结促进电荷分离,在微秒时间尺度抑制了电荷复合,从而使发光衰减明显变慢.而在毫秒时间尺度,电荷复合速率并没有抑制效果.因此,我们提出锐钛矿/金红石相结对光催化活性的促进作用,主要是因为微秒时间尺度促进电荷的有效分离,从而使微秒时间尺度存在更大量的光生电荷参与光催化过程.

关键词：氧化钛锐钛矿/金红石相结电荷分离电荷复合时间分辨发光光谱

SrTiO3/BiOI异质结构:界面电荷分离、增强光催化活性和反应机理（英文）

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Chinese Journal of Catalysis 2020年第4期41卷 710-718页

作者：陈瑞敏王红武慧中盛剑平李解元崔雯董帆重庆工商大学环境与资源学院重庆市催化与新环境材料重点实验室电子科技大学基础与前沿科学研究院环境科学研究中心四川大学建筑与环境学院西南石油大学材料科学与工程学院新能源材料与技术中心

异质结构光催化剂为实现高效的电荷分离,提高光催化性能提供了一种有效的途径.虽然宽禁带和窄禁带光催化剂已经得到了广泛的研究,但它们在接触界面上的电荷分离和转移规律尚未完全揭示.本文采用简便的方法成功地制备了一种新型SrTiO3/Bi... 详细信息

异质结构光催化剂为实现高效的电荷分离,提高光催化性能提供了一种有效的途径.虽然宽禁带和窄禁带光催化剂已经得到了广泛的研究,但它们在接触界面上的电荷分离和转移规律尚未完全揭示.本文采用简便的方法成功地制备了一种新型SrTiO3/BiOI(STB)异质结构光催化剂.该光催化剂中的异质结构可以将光吸收扩展到可见光范围,从而在可见光照射下获得较高的光催化NO去除性能.实验和理论证据表明,BiOI光生电子可以通过预成型的电子传递通道直接转移到SrTiO3表面.XRD和XPS结果表明,SrTO3/BiOI复合材料已成功制备.SEM和TEM图像显示了SrTiO3,BiOI和STB样品的形貌.能量色散X射线(EDX)元素图清楚地表明SrTiO3均匀分布在BiOI纳米片表面,证实BiOI与SrTiO3形成了界面.高分辨率XPS表明,电子从BiOI中Bi和I原子转移到STB化合物中SrTO3的Sr和Ti原子.采用DFT进一步确定了BiOI与SrTiO3相互作用的机制.电子局域函数(ELF)表明,STB的接触界面存在共价相互作用.SrTiO3和BiOI之间生成的共价键导致局域化超额电子(e-ex)的积累.在可见光照射下,界面内的电子交换增强,从而提高反应物活化和ROS生成的效率.采用自制的连续流反应体系,研究了在可见光照射下制备的样品对NO去除的光催化性能.与SrTiO3和BiOI相比,STB具有显著增强的可见光光催化活性,去除率为59.0%.UV-vis DRS显示,STB异质结的光吸收扩展到可见光范围.SrTiO3具有可见光活性,这归因于EPR所描述的氧空位的存在.随后计算态密度(DOS),发现氧空位可以形成缺陷能级,降低激发电子所需的光能.利用ESR光谱发现,STB上的ESR信号强度都要强得多,说明STB异质结具有较好的氧化能力,也说明光生载流子可以通过电子传递通道被有效地分离.原位红外光谱表明,在SrTiO3上,NO主要转化为NO2.STB的加速电荷分离和转移特性,促进活性氧的生成,从而进一步有效地将有毒中间体NO2转化为目标产物.设计并制备的SrTiO3/BiOI异质结光催化剂在可见光辐照下净化空气中NO的效率提高,同时抑制了有毒中间体的生成.通过实验和理论相结合的方法揭示了在两种材料的接触界面上建立的电子传递通道.来自BiOI的光生电子可以通过预先形成的电子传递通道直接转移到SrTiO3表面,从而促进了ROS的生成,所以整体的NO纯化效率和对有毒中间体的抑制作用提高.综上,本文提出了一种简单、新颖的促进空气污染物高效安全净化的策略.

关键词：异质结构 SrTiO3/BiOI 电荷分离光催化反应机理

增强铋基光催化材料光生电荷分离能力及光催化性能的研究

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增强铋基光催化材料光生电荷分离能力及光催化性能的研究

作者：韩彤钰江南大学

学位级别：硕士

抗生素的过度使用和制药废水的肆意排放对生态系统和公众健康产生了严重的负面影响。幸运的是,半导体光催化技术凭借其成本低和氧化能力强的优点从各种水体抗生素去除策略中脱颖而出。铋基光催化材料因具有合适的能带结构和优秀的光催... 详细信息

抗生素的过度使用和制药废水的肆意排放对生态系统和公众健康产生了严重的负面影响。幸运的是,半导体光催化技术凭借其成本低和氧化能力强的优点从各种水体抗生素去除策略中脱颖而出。铋基光催化材料因具有合适的能带结构和优秀的光催化活性而在光催化领域引起了广泛关注。然而,单一半导体材料的光催化活性总是受到光生电子-空穴对复合率高的限制,导致其在实际的应用过程中效果并不理想。为了增强铋基光催化材料的光生电荷分离能力并提高其光催化性能,本文通过助催化剂负载、形貌调控和异质结构建的方式对铋基半导体进行了优化:氧化和还原助催化剂的协同作用加速了光生电荷在二维(2D)钼酸铋(BiMo O)纳米片和溴氧铋(Bi OBr)纳米片上的传输,并为反应提供了丰富的活性位点。S型异质结和面异质结的构建有效地促进了光生电子和空穴的空间分离并提高了过硫酸盐(PMS)的活化效率,从而达到了高效去除水中抗生素污染物的目标。具体的研究工作陈列如下:首先,通过光沉积方法将不同类型的助催化剂Au和CoO成功地负载在BiMo O(BMO)纳米片的表面上。得益于Au的电子吸引能力和CoO的空穴捕获特性,双助催化剂能够在BMO材料上构建电荷传输双通道以加速电子和空穴的转移,进而抑制光生载流子的复合。并且在Au和CoO的帮助下,BMO的可见光吸收能力也有所增强。在各样品中,三元复合材料BMO/CoO/1.5Au对四环素(TC)的降解效率明显提升,约是纯BMO降解效率的2.75倍。该光催化剂在五次循环实验后仍能表现出较高的光催化活性,说明其具有良好的稳定性。而光致发光光谱(PL)和时间分辨光致发光光谱(TRPL)的结果表明,双助催化剂的负载促进了电荷分离并延长了载流子的寿命。此工作为开发高效的光催化剂去除抗生素污染物提供了有效的方案,并为电荷转移双通道的构建和电荷分离的促进提供了新的思路。在上个工作的研究基础上,为了寻找更为经济的助催化剂来替代贵金属和金属氧化物以构建电荷转移双通道,尝试使用半金属Bi和无金属材料氮化硼量子点(BNQDs)来作为还原和氧化助催化剂修饰光催化剂。此外,将Bi OBr(BOB)调控为具有更大比表面积的二维纳米片可以缩短电荷传输距离帮助载流子快速扩散,进一步抑制了光生电荷的复合。研究发现,4BBOB/3BNQDs样品表现出高效的TC降解速率(0.0295 min)和优秀的重复使用性。PL和TRPL的测试结果说明,在双助催化剂Bi和BNQDs的协同促进下,BBOB/BNQDs复合材料表现出增强的电荷分离能力。这项研究为构建低成本且高效的光催化系统提供了新思路,并为促进光生电子-空穴对的分离提供了新的路径。除引入助催化剂修饰铋基光催化材料以提升光生电荷分离效率外,构建异质结也是增强光催化剂光生电子和空穴空间分离能力的有效策略,且异质结的形成还有利于保留光催化剂的强氧化还原电位,从而提高其光催化性能。因此,采用水热法和原位煅烧法设计了一种新型S方案光催化系统。该系统由Cu O与含有面异质结的Bi VO(BVO)结合而成,可以通过快速活化PMS的方式实现了对诺氟沙星(NOR)的高效降解。得益于S型异质结和表面异质结的构建,光激发电子迁移到Cu O并积累在Cu O的导带上,这不仅促进了电子和空穴的空间分离还加速了Cu/Cu循环。在此基础上,5Cu O/BVO复合材料对NOR的去除效率明显提高,分别是Cu O和BVO的3.65倍和2.45倍。同时,通过对NOR降解路径和降解产物的分析,发现NOR在降解过程中对环境的毒性威胁降低。根据XPS结果发现,S型异质结的形成加速了Cu/Cu循环,进而促进了PMS的活化。而通过探索催化剂的反应活性物种和能带结构进一步验证了Cu O/BVO系统符合S型电荷转移机制,具有增强的氧化还原能力和电荷分离效率。

关键词：光催化助催化剂异质结电荷分离抗生素