基于能带结构理论的半导体光催化材料改性策略

作为一种新型的环境净化技术,半导体光催化技术已引起全世界范围的广泛关注。然而,传统光催化剂对太阳能利用率低、且光生电子–空穴对易于复合,极大限制了该技术的实际应用。因此,通过不同的改性手段合成具有可见光响应活性的光催化材料成为光催化领域研究的热点课题。提高光催化剂的活性,除了合成方法的优选(调控尺寸、形貌、结晶度、微结构)外,改性也是提高催化剂活性的主要手段。本文从半导体光催化的基本原理出发,概述了半导体光催化剂改性的基本思想:即拓宽太阳光利用范围和提高光生电子-空穴的寿命。围绕这一思想,常用的改性策略有化学结构调控(能带调控),以拓宽光谱响应范围;表面修饰(表面敏化、半导体耦合和贵金属沉积)以提高电荷的分离效率。合适的能带结构是拓展催化剂的可见光响应范围和提高电荷分离效率的关键。

片状Bi/Bi_2WO_6光催化剂的制备及其可见光响应活性

以硝酸铋、钨酸铵为原料,通过水热法制得片状Bi2WO6,通过KBH4对Bi2WO6进行还原,生成Bi单质沉积在表面的Bi/Bi2WO6光催化剂。采用TEM,XRD和UV-Vis DRS分析了催化剂的组成、形貌和光吸收性能。以罗丹明B为模拟污染物,研究了所得Bi/Bi2WO6的可见光驱动催化活性。结果表明,Bi沉积可有效提高Bi2WO6可见光催化降解活性。