Bi2O3/Bi2WO6异质结的压电光催化协同降解磺胺嘧啶性能与机理研究

《Inorganic Chemistry Communications》：Preparation of Bi?O?/Bi?WO? heterojunction and its piezo-photocatalytic degradation performance toward sulfadiazine

本文创新构建Bi2O3/Bi2WO6异质结材料，通过压电光催化（Piezo-photocatalysis）协同作用实现磺胺嘧啶（SDZ）的高效降解。研究证实压电场与能带弯曲的协同效应可促进电荷分离，显著提升超氧自由基（·O2?）和空穴（h+）的生成效率，为抗生素污染控制提供新策略。

　　

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试剂

所有化学品均为分析纯级别，直接使用无需进一步纯化。二水合钨酸钠（Na₂WO₄·2H₂O）、五水合硝酸铋（Bi(NO₃)₃·5H₂O）和氧化铋（Bi₂O₃）购自国药集团。十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）来自上海凌峰化学试剂有限公司。所有溶液均采用超纯水（电阻率≥18.2 MΩ·cm）配制。

催化剂制备

通过简单的水热法成功制备了Bi₂O₃/Bi₂WO₆异质结材料。

催化剂结构与形貌表征

通过X射线衍射（XRD）对材料晶体结构进行分析。如图3所示，Bi₂WO₆在28.30°、32.88°、47.18°和55.98°处显示特征衍射峰，分别对应Bi₂WO₆的（113）、（200）、（220）和（313）晶面。而Bi₂O₃在27.392°、33.256°、46.334°和55.921°的2θ峰分别对应其（120）、（200）、（221）和（320）晶面。这证实了成功合成具有明确晶体结构的复合材料。

结论

本研究通过简单水热法成功制备了Bi₂O₃/Bi₂WO₆压电光催化剂。对纯样和复合样品的全面表征证实了催化剂的成功合成及其光-压电双功能特性。通过磺胺嘧啶的光催化、压电催化和压电光催化降解实验，结果表明BOBWO-2表现出卓越的压电光催化活性。