综述：基于Bi?MoO?的光催化剂：用于环境和能源应用的工程策略

《RSC Advances》：Bi 2MoO 6-based photocatalysts: engineering strategies for environmental and energy applications

Bi?MoO?基光催化剂通过异质结构建、离子掺杂、表面形貌调控等改性策略，显著提升电荷分离效率与光吸收能力，在环境污染物降解（如染料、抗生素）、抗菌应用及能源转换（制氢、CO?还原、固氮）中展现高效性能，但实际复杂水质环境下的稳定性与规模化制备仍需突破。

　　Bi₂MoO₆作为一种可见光响应的光催化剂，近年来在解决环境问题和能源转化方面展现出巨大的潜力。随着工业化和经济发展的加速，环境污染和能源短缺问题日益严重，已成为全球关注的焦点。传统材料如TiO₂和g-C₃N₄虽然在光催化领域有广泛的应用，但它们在光吸收范围和电荷再结合速率方面存在显著局限。相比之下，Bi₂MoO₆具有可见光响应的禁带宽度、低毒性和良好的化学稳定性，使其成为一种极具前景的替代材料。然而，Bi₂MoO₆的光催化性能仍面临诸如光吸收范围有限和电荷再结合速率快等挑战，这限制了其在实际应用中的效率。

为了解决这些问题，研究人员开发了多种改性策略，包括异质结构建、缺陷工程和元素掺杂等。这些方法不仅提升了Bi₂MoO₆的光催化性能，还增强了其稳定性和选择性，从而促进了其在环境污染物降解、抗菌和能源转化过程中的应用。异质结构建被认为是其中的核心研究方向，它通过优化带结构和扩展光响应，显著抑制了光生电子-空穴对的快速再结合。其中，Z型和S型异质结因其高效的电荷分离能力和保留强氧化还原势而受到特别关注。

在环境应用方面，Bi₂MoO₆及其复合材料被广泛用于降解有机污染物，如染料和抗生素，以及抗菌性能的提升。这些材料在模拟污水和复杂水体中展现出良好的性能，尽管实际应用中仍需应对各种共存离子和pH值变化带来的挑战。例如，在某些研究中，Bi₂MoO₆复合材料在碱性条件下表现出更高的降解效率，这与氢氧根自由基的生成和污染物的转化密切相关。

在能源转化方面，Bi₂MoO₆被用于光催化制氢、CO₂还原和氮固定等过程。这些反应需要高效的电荷分离和传输，以及稳定的氧化还原能力。通过构建复杂的异质结结构，如Z型和S型，研究人员成功提升了Bi₂MoO₆在这些反应中的效率。例如，S型异质结通过内部电场和库仑力驱动电荷转移，显著提高了CO₂还原的速率和选择性。

尽管Bi₂MoO₆在光催化领域取得了显著进展，但其大规模应用仍面临诸多挑战。这些挑战包括合成方法的复杂性和时间成本，以及在实际应用中因共存离子和pH值变化导致的性能下降。此外，电荷分离和传输的优化、催化剂的回收和再利用、以及对反应机理的深入研究都是未来研究的重点。通过结合不同的改性策略，如缺陷工程和元素掺杂，研究人员希望进一步提升Bi₂MoO₆的性能，使其在环境和能源领域发挥更大的作用。

总的来说，Bi₂MoO₆及其复合材料在环境和能源应用中展现出广阔前景，但仍需克服一系列技术和工程挑战。未来的研究应着重于开发更高效、更稳定和更环保的Bi₂MoO₆光催化系统，以推动其在可持续技术和实际应用中的广泛应用。