通過與清華大學朱永法教授團隊的合作,我校張世英教授團隊在铋系光催化劑增強内建電場強度降解苯酚領域取得重要進展,相關研究工作發表在高水平國際期刊《Applied Catalysis B:Environmental》(IF = 24.319)上,論文題目為"Epitaxial BiP5O14layer on BiOI nanosheets enhancing the photocatalytic degradation of phenol via interfacial internal-electric-field",學院吳朝輝博士為第一作者。
铋系光催化劑在光催化環境領域有潛在的應用前景,尤其是具有良好的可見光響應的BiOI。然而,BiOI由于帶隙窄、載流子易複合等缺點而導緻其光催化降解酚類的效率和礦化能力大大受限。因此,促進載流子的定向遷移與有效分離對于提升BiOI的光催化降解苯酚的性能十分重要。内建電場作為驅動力,能有效促進載流子的遷移與分離。尤其是,構建界面内建電場能促進電荷的遷移與分離、提升光催化降解活性與礦化性能。然而,如何利用BiOI與其他半導體形成異質結構來調節内建電場強度,促進電荷定向遷移與有效分離,是提升苯酚的降解與礦化性能的重要途徑。
本論文利用外延生長法在在BiOI表面外延生長BiP5O14層來調節内建電場強度,通過外延生長的BiP5O14層厚來調節内建電場的強度。當添加2%的NaH2PO4所形成的BiOI/BiP5O14納米片具有較強的内建電場,能有效驅動電荷的定向遷移與有效分離,提高苯酚的降解與礦化性能。相比于單一的BiOI納米片,其降解苯酚的性能可提高8.5倍,礦化性能也能提高8.9倍。這一成果有力拓展了BiOI/BiP5O14光催化材料在環境淨化領域的應用前景。
編輯:吳朝輝、許第發
審核:陳晗、肖傑