双电场辅助BiVO4/Bi2MoO6异质结高效压电催化合成过氧化氢及其机制研究

本研究创新构建BiVO4/Bi2MoO6（BVO/BMO）压电异质结，通过界面电场与压电极化耦合效应显著提升H2O2产率（916.8?μmol·g?1·h?1），为机械-化学能转换系统设计提供新策略。

　　

Section snippets

Materials

实验所用分析级试剂购自国药集团化学试剂有限公司，包括五水合硝酸铋（Bi(NO₃)₃·5H₂O，AR，99.5%）、二水合钼酸钠（Na₂MoO₄·2H₂O，AR，99.5%）、偏钒酸铵（NH₄VO₃，AR，99.5%）、氨水（NH₃·H₂O，AR，99.5%）、氢氧化钠（NaOH，AR，99.5%）、三乙醇胺（TEOA，AR）、无水乙醇（AR）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS，AR）和邻苯二甲酸氢钾（KHP，AR）。叔丁醇（TBA，GR，99.5%）购自上海麦克林生化科技有限公司，碘化钾（KI，AR）由上海试剂厂供应。

Microstructure

BVO/BMO异质结构催化剂通过一步水热法制备（图1a）。XRD分析显示（图1b），纯BVO和BMO的衍射峰分别与其标准PDF卡片（BVO: PDF#14–0133；BMO: PDF#21–0102）高度吻合。当复合材料中V:Mo摩尔比为0.5:1时，未检测到BVO特征峰，仅出现BMO的衍射峰，表明BMO为主要晶相。随着V比例增加，BVO特征峰逐渐显现，且在摩尔比1:1时异质结结晶度最优，无杂质峰出现，证明成功构建纯净异质结结构。

Conclusions

综上所述，我们首次通过一步水热法成功构建了压电BVO/BMO异质结系统。系统实验结果表明，该复合催化剂表现出增强的压电响应、提高的载流子分离效率、降低的电荷转移阻力以及优化的水氧化动力学。这些因素共同促使BVO/BMO异质结构在H₂O₂压电催化合成中展现卓越活性。