能净水的光催化纳米棒：降解、矿化同步完成 | NSR研究论文

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光催化技术可用于水污染治理：选用合适的光催化剂，利用太阳能降解污染物。铋（Bi）基金属氧酸盐材料，如BiVO₄­, Bi₂WO₆,Bi₂MoO₆等，是性能优异的光催化剂候选者。但其响应光谱还需进一步拓宽，太阳能利用率也有待提升。

最近，清华大学朱永法教授课题组在《国家科学评论》（National Science Review, NSR）发表研究论文，报道了具有宽光谱活性的Bi₈(CrO₄)O₁₁纳米棒光催化剂，其光谱吸收范围可以拓展至678 nm，理论太阳光谱效率达到42.0%。

Bi₈(CrO₄)O₁₁的表面光电压谱，可见其光谱吸收范围可拓展至678 nm

Bi₈(CrO₄)O₁₁具备很大的晶体偶极，可引发强内建电场，从而实现光生电子-空穴对的快速分离，展现出高效的光催化水氧化活性，并取得了2.87% (420 nm)的量子效率。此外，Bi₈(CrO₄)O₁₁的高活性还表现在苯酚降解上，其可见光驱动的降解反应常数分别是CdS和PDI超分子的22.5倍和8.8倍。甚至在模拟太阳光下，它的活性也并不逊色于P25-TiO₂，反应常数是后者的2.9倍。更重要的是，由于它的价带顶位置非常深（1.95 eV vs. NHE pH=7），能够深度矿化污染物，实现污染物降解与矿化的同步化。

Bi₈(CrO₄)O₁₁光催化反应机理示意图

综上，该论文报道的Bi₈(CrO₄)O₁₁光催化剂以及晶体偶极显著增强光催化性能的机理，为设计高效的宽光谱活性光催化剂提供了一条新思路。

论文信息

Large dipole moment induced efficient bismuth chromate photocatalysts for wide-spectrum driven water oxidation and complete mineralization of pollutants

https://doi.org/10.1093/nsr/nwz198

点击“阅读原文”阅读论文原文。

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