Bi4NbO8Cl {001}纳米片与g-C3N4耦合构建二维/二维异质结用于光催化降解及CO2还原

摘要： 光催化活性主要受限于光吸收不足和载流子间强烈的复合。本研究首次采用熔盐生长法合成了暴露{001}晶面的Bi4NbO8Cl纳米片，其降解四环素(TC)和双酚A(BPA)的光催化性能较固相反应法制备的Bi4NbO8Cl颗粒显著提升。随后通过高能球磨和后烧结工艺构建了二维/二维Bi4NbO8Cl/g-C3N4异质结光催化剂以实现紧密的界面相互作用。所有Bi4NbO8Cl/g-C3N4复合材料的催化活性均大幅超越Bi4NbO8Cl纳米片和g-C3N4单体，更远优于机械混合样品。我们考察了催化剂浓度、pH值及TC浓度等参数对光催化降解的影响，并发现该复合材料在CO2还原产CO反应中也表现出增强的光催化活性。性能提升源于二维结构优势与II型异质结界面协同效应的协同促进电荷分离，选择性光沉积Pt和MnOx证实还原位点位于Bi4NbO8Cl纳米片而氧化位点在g-C3N4。本研究为环境与能源应用的高效可见光催化剂制备提供了新思路。