軟鉍礦基光催化材料以其獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)以及顯著的可見光吸收能力吸引著研究者們濃厚的興趣,然而,該材料由于自身結(jié)構(gòu)及功能缺陷,如光生載流子極易復(fù)合、量子產(chǎn)量低、有限的活性位點(diǎn)、活性晶面暴露不足等,導(dǎo)致其光催化活性和穩(wěn)定性仍有待提高。因此,如何在微納尺度上對軟鉍礦基光催化劑進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和功能整合,進(jìn)而實現(xiàn)光催化活性和穩(wěn)定性的優(yōu)化調(diào)變,仍是一個亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。本文主要綜述了軟鉍礦基微納米材料的合成策略及其在光催化領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展,重點(diǎn)就軟鉍礦基光催化材料的形貌調(diào)控、貴金屬負(fù)載、半導(dǎo)體/石墨烯耦合、離子摻雜、新型軟鉍礦基光催化體系的開發(fā)等方面進(jìn)行總結(jié);同時對軟鉍礦材料在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了探討;最后對此類光催化材料今后的研究前景進(jìn)行了展望。

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【部分圖文】：

圖1 典型的Bi25Ga O39立方塊的TEM照片(a)、SAED照片(插圖)和晶格條紋(b)、典型的Bi25Ga O39四面體的TEM照片(c)和SAED照片(插圖)、晶格條紋(d)[35]

通常，不同晶面上的原子排列以及表面終結(jié)的原子類型與其晶體內(nèi)部的原子是有區(qū)別的，這導(dǎo)致它們擁有不同的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出迥異的光催化活性[30～34]。Liu等以硝酸鉍為鉍源，鎵酸鈉為鎵源，通過調(diào)控水熱反應(yīng)體系的pH值，成功制備了裸露晶面為{100}面的Bi25GaO39立方....

圖2 Bi12Ti O20/Co的SEM照片(a,b)、EDS線掃描(c)和元素mapping照片(d～f)、以及TEM照片(g～i)[55]

本課題組在這方面也進(jìn)行了有益的嘗試，以檸檬酸三鈉為絡(luò)合劑，聚丙烯酰胺為表面活性劑，硝酸鉍和硝酸鐵分別為鉍源和鐵源，通過簡單的水熱反應(yīng)，成功制備了納米粒子組裝的Bi25FeO40四面體(如圖3所示)，并且通過調(diào)控反應(yīng)的時間、溫度、聚丙烯酰胺的用量、堿的用量，揭示了這種多級納米結(jié)構(gòu)的....

圖3 Bi25Fe O40四面體的SEM照片(a～c)和TEM照片(d)[56]

圖2Bi12TiO20/Co的SEM照片(a,b)、EDS線掃描(c)和元素mapping照片(d～f)、以及TEM照片(g～i)[55]2.1.4維度控制

圖4“棒-點(diǎn)接觸”示意圖(a)和“面-面接觸”示意圖(b)

材料的復(fù)合是突破單一材料性能瓶頸的有效途徑，并有望通過復(fù)合單元間的協(xié)同作用增強(qiáng)各自的性能，從而獲得性能優(yōu)越的異質(zhì)光催化劑，異質(zhì)半導(dǎo)體耦合技術(shù)就是其中一個典型例子[65～67]。例如，Nan等基于能帶匹配原則，將兩種半導(dǎo)體材料如C3N4和Bi12TiO20耦合在一起，獲得了一例C....

本文編號：4015937