通过与清华大学朱永法教授团队的合作,我校张世英教授团队在铋系光催化剂增强内建电场强度降解苯酚领域取得重要进展,相关研究工作发表在高水平国际期刊《Applied Catalysis B:Environmental》(IF = 24.319)上,论文题目为"Epitaxial BiP5O14layer on BiOI nanosheets enhancing the photocatalytic degradation of phenol via interfacial internal-electric-field",学院吴朝辉博士为第一作者。
铋系光催化剂在光催化环境领域有潜在的应用前景,尤其是具有良好的可见光响应的BiOI。然而,BiOI由于带隙窄、载流子易复合等缺点而导致其光催化降解酚类的效率和矿化能力大大受限。因此,促进载流子的定向迁移与有效分离对于提升BiOI的光催化降解苯酚的性能十分重要。内建电场作为驱动力,能有效促进载流子的迁移与分离。尤其是,构建界面内建电场能促进电荷的迁移与分离、提升光催化降解活性与矿化性能。然而,如何利用BiOI与其他半导体形成异质结构来调节内建电场强度,促进电荷定向迁移与有效分离,是提升苯酚的降解与矿化性能的重要途径。
本论文利用外延生长法在在BiOI表面外延生长BiP5O14层来调节内建电场强度,通过外延生长的BiP5O14层厚来调节内建电场的强度。当添加2%的NaH2PO4所形成的BiOI/BiP5O14纳米片具有较强的内建电场,能有效驱动电荷的定向迁移与有效分离,提高苯酚的降解与矿化性能。相比于单一的BiOI纳米片,其降解苯酚的性能可提高8.5倍,矿化性能也能提高8.9倍。这一成果有力拓展了BiOI/BiP5O14光催化材料在环境净化领域的应用前景。
编辑:吴朝辉、许第发
审核:陈晗、肖杰