原位阴离子交换策略构建花状BiOCl/BiOCOOH p-n异质结实现太阳光照射下高效光催化去除水中有毒污染物

摘要： 单组分半导体光催化剂电荷分离效率低下严重制约了其实际应用。本研究报道了一种原位阴离子交换策略，可控构建太阳光驱动的p-n异质结光催化剂BiOCl/BiOCOOH。在该合成过程中，BiOCOOH微球不仅作为形成异质结构的载体，还作为Bi3?供体生成BiOCl。这种原位阴离子交换途径使BiOCl在BiOCOOH表面均匀分布并形成紧密界面接触。在模拟太阳光照射下，所制得的p-n异质结BiOCl/BiOCOOH催化剂对有毒污染物（MO染料和TC抗生素）展现出远超BiOCOOH和BiOCl的光催化活性。其中最优的S3样品具有最高光催化活性，其MO降解速率常数达0.0599 min?1，分别是BiOCOOH和BiOCl的2.9倍和9.7倍。电荷分离与转移的改善以及花状结构是性能提升的主要原因。自由基捕获实验表明空穴、?OH和?O??共同参与污染物降解。该工作为废水处理提供了一种新型太阳光驱动的BiOCl/BiOCOOH p-n异质结光催化剂。