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

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

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。

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。