科技工作者之家
科界APP是专注科技人才，知识分享与人才交流的服务平台。
来源：X一MOL资讯
光催化是一种具有良好应用前景的水处理技术，它可以在常温常压条件下高效快速地降解水体中的有机污染物。目前，如何提高光催化量子产率及催化活性仍是光催化领域面临的重要挑战之一。基于半导体物理理论，当费米能级不同的p型和n型半导体接触时，载流子会自发地在半导体间流动，直至达到热力学平衡。在二者所形成的p-n结界面处会产生内电场，它被广泛地证实有利于光生载流子的分离，进而提高光催化活性。针对上述问题，周口师范学院的研究团队报道了一种新型AgI/Bi2Ga4O9 p-n结光催化剂，其合成过程如图1所示。HRTEM观察到AgI与Bi2Ga4O9的界面处存在异质结；电负性理论计算表明AgI与Bi2Ga4O9之间能级匹配，可以形成异质结；肖特基和霍尔效应测试证实AgI和Bi2Ga4O9分别为p型和n型半导体。XPS分析表明与纯AgI和Bi2Ga4O9相比，AgI/Bi2Ga4O9复合物中Ag 3d、I 3d、Bi 4f和O 1s轨道的结合能均发生了明显变化，表明AgI与Bi2Ga4O9之间存在较强的作用力，这有利于电子的转移。光电化学测试则进一步证明AgI与Bi2Ga4O9所形成的p-n结有利于光生载流子的高效分离。
光催化降解酸性红1污染物的一级动力学拟合结果表明光催化性能相对最佳的25%-AgI/Bi2Ga4O9 p-n结的降解速率是纯AgI和Bi2Ga4O9的6.3和42.3倍；光催化降解甲硝唑污染物的一级动力学拟合结果表明25%-AgI/Bi2Ga4O9 p-n结的降解速率是纯AgI和Bi2Ga4O9的3.0和44.3倍。ESR测试和自由基捕获实验表明AgI/Bi2Ga4O9 p-n结在降解有机污染物时以超氧自由基（•O2-）为主要活性物种，且25%-AgI/Bi2Ga4O9 p-n结的•O2-浓度为纯AgI和Bi2Ga4O9的3.3和12.5倍（图2）。此外，功函数、电荷差异分布和电子局域函数理论计算表明AgI半导体产生的电子可以有效地转移到Bi2Ga4O9半导体上（图3），从而提高了光生载流子的分离效率和•O2-的产量，最终大幅度地提高了AgI/Bi2Ga4O9 p-n结的光催化活性。
该研究成果发表于Journal of Materials Chemistry A上，周口师范学院青年教师刘进博士为第一作者，靳林教授与郑州大学李俊博士和新加坡南洋理工大学刘彬教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金（21806194，21503285）等项目的资助。
光催化降解酸性红1污染物的一级动力学拟合结果表明光催化性能相对最佳的25%-AgI/Bi2Ga4O9 p-n结的降解速率是纯AgI和Bi2Ga4O9的6.3和42.3倍；光催化降解甲硝唑污染物的一级动力学拟合结果表明25%-AgI/Bi2Ga4O9 p-n结的降解速率是纯AgI和Bi2Ga4O9的3.0和44.3倍。ESR测试和自由基捕获实验表明AgI/Bi2Ga4O9 p-n结在降解有机污染物时以超氧自由基（•O2-）为主要活性物种，且25%-AgI/Bi2Ga4O9 p-n结的•O2-浓度为纯AgI和Bi2Ga4O9的3.3和12.5倍（图2）。此外，功函数、电荷差异分布和电子局域函数理论计算表明AgI半导体产生的电子可以有效地转移到Bi2Ga4O9半导体上（图3），从而提高了光生载流子的分离效率和•O2-的产量，最终大幅度地提高了AgI/Bi2Ga4O9 p-n结的光催化活性。
该研究成果发表于Journal of Materials Chemistry A上，周口师范学院青年教师刘进博士为第一作者，靳林教授与郑州大学李俊博士和新加坡南洋理工大学刘彬教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金（21806194，21503285）等项目的资助。
原文：Electrostatic self-assembly of a AgI/Bi2Ga4O9 p-n junction photocatalyst for boosting superoxide radical generationJin Liu, Xingcai Zhang, Qian Zhong, Jun Li, Hongzhang Wu, Bo Zhang, Lin Jin, Hua Bing Tao, Bin LiuJ. Mater. Chem. A, 2020, DOI: 10.1039/c9ta13724f
来源：X-molNews X一MOL资讯
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwOTExNzg4Nw==&mid=2657629126&idx=3&sn=86a971f13f6cca98fe92c0036e151ba5&chksm=80f81a16b78f9300f0a385120ec5f5845b0c49dacf906a67a205a9bea9e3304b78b54793f639#rd
版权声明：除非特别注明，本站所载内容来源于互联网、微信公众号等公开渠道，不代表本站观点，仅供参考、交流、公益传播之目的。转载的稿件版权归原作者或机构所有，如有侵权，请联系删除。
电话：（010）86409582
邮箱：kejie@scimall.org.cn
微信
科技工作者之家
京公网安备11010202008424号
