基于气凝的BiOI/TiO2异质连接光电催化电极的制备和性能
Juanqin Xue1, Peng Wang1, Wen Cheng1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an, 710055, China. biq@xauat.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|August 24, 2023
概括
在碳气凝上的新型TiO2/BiOI/CA光电极使用p-n异构连接有效降解. 这种设计提高了导电性,并减少了电荷重组,从而提高了废水处理中的光催化作用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 开发高效的光电极对于处理有机污染物至关重要.
- 碳气凝 (CA) 由于其高表面积和导电性,为电极制造提供了有前途的基材.
- 协同异质连接可以通过优化电荷分离来增强光催化活性.
研究的目的:
- 构建和描述TiO2/BiOI/CA复合光电极,以加强的光催化降解.
- 研究p-n异质连接在提高电极性能方面的作用.
- 评估开发的用于废水处理的光电极的稳定性和效率.
主要方法:
- 在碳气凝基板上制造TiO2/BiOI/CA复合光电极.
- 使用紫外可见扩散反射光谱 (UV-Vis DRS),光电流测量和电化学阻抗光谱 (EIS) 进行表征.
- 在可见光照射下使用作为模型有机污染物的光催化降解实验.
主要成果:
- TiO2 / BiOI / CA光电极 (Ti / Bi 分子比为0.4) 显示出优异的可见光吸收和显著减少的光生成的电子孔对重组.
- 在120分钟内实现了90.4%的降解,证明了高的光催化效率.
- 这种p-n异构连接有效地调整了带结构,促进了电子转移,并增强了反应性物种 (•OH和•O2−) 的生成.
- 复合电极在降解过程中表现出极好的稳定性.
结论:
- 构建的TiO2/BiOI/CA光电极有效地利用p-n异质连接来增强有机污染物的光催化降解.
- TiO2,BiOI和CA基板之间的协同作用导致导电性,电荷分离和催化活性得到改善.
- 本研究提出了一种新的策略,用于设计高效的光电极,用于环境修复和废水处理.
