Rational design of BixFeyVO4/g-C3N4 heterojunction for photocatalytic reduction of Cr(VI)
Rational design of BixFeyVO4/g-C3N4 heterojunction for photocatalytic reduction of Cr(VI)
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BixFeyVO4/g-C3N4异质结光催化还原Cr(VI)的合理设计
DOI：
10.1016/j.colsurfa.2022.130825
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发表时间：
2022-12
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Qi Wang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Qiang Li;Hao Zhou;Meng Tan;Lingxuan Yang;Xiao Hu;Guoxiang Yang;Hao Du;Qing Wei;Qi Wang
高可见光利用率和快速电荷分离对于环境监测具有重要意义。单一的光催化剂往往存在光生电子-空穴对复合率高、氧化还原能力差的问题。元素掺杂和异质结结构是提高其光催化性能的有效途径。在此，我们设计并合成了一种新的BixFeyVO 4/g-C3 N4（BFC）二元异质结通过简易的共沉淀，然后煅烧过程。Fe的掺杂使BiVO 4具有更窄的禁带宽度，提高了其光响应和氧化还原能力。异质结的结构有利于电荷的分离，使BFC异质结显示出比单一半导体更高的光催化活性。BFC二元异质结中Cr（VI）的最高光还原速率（k）是BiVO_4（FeVO_4）的78（45）倍。此外，二元异质结仍然可以保持高的光还原效率（98%）的Cr（VI），即使在五个循环测试后，表现出优异的光催化稳定性。该研究为掺杂和异质结在环境保护中的协同应用提供了新的思路。
High visible light utilization and rapid charge separation are of great importance for environmental photocatalysis. Single photocatalyst always suffers from high recombination of photogenerated electron-hole pairs and low redox ability. Elemental doping and heterojunction construction are effective approaches to improve the photocatalytic performance. Herein, we designed and synthesized a novel BixFeyVO4/g-C3N4(BFC) binary heterojunction via facile coprecipitation followed by calcination processes. The doping of Fe endows BiVO4with narrower bandgap, which boosts its light response and redox ability. The construction of heterojunction facilitates charge separation that makes BFC heterojunction displaying much higher photocatalytic activity than those of single semiconductors. The highest Cr(VI) photoreduction rate (k) of BFC binary heterojunction is 78 (45) times of BiVO4(FeVO4). Additionally, the binary heterojunction can still maintain high photoreduction efficiency (98%) of Cr(VI) even after five cycling tests showing excellent photocatalytic stability. This research provides novel idea for synergistic application of doping and heterojunction in environmental photocatalysis.
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