氧空位与表面溴接枝双活性位点 Bi2O2(OH)(NO3) 纳米片：开启光催化污染降解新篇章

为解决光催化剂存在的光捕获差、光生电子 - 空穴对复合高及表面活性位点不足等问题，研究人员开展了 Bi2O2(OH)(NO3) 纳米片氧空位和溴接枝双活性位点的研究。结果显示其光催化性能优异，为环境催化剂设计提供新思路。

　　在当今时代，工业化、农业和医疗的蓬勃发展，如同双刃剑，在带来便利的同时，也给环境带来了沉重的负担。废水里的染料和抗生素肆意横行，它们成分复杂、毒性不小，还拥有稳定的结构，传统的处理技术，像物理吸附、膜分离等，对它们往往束手无策，甚至还可能引发二次污染。

在众多解决环境问题的方法中，光催化技术脱颖而出，它就像一位潜力无限的 “环保卫士”，稳定性高、无毒、能耗低，降解效率还超高，也不会产生二次污染。在光催化的 “大家族” 里，铋层状材料备受关注，Bi₂O₂(OH)(NO₃) 就是其中典型的一员。不过，它也有自己的 “短板”，太阳能转换效率不够高，光生电子 - 空穴对复合速度快，导致其光催化性能达不到理想状态。

为了攻克这些难题，来自国内的研究人员积极行动起来。他们把目光聚焦在 Bi₂O₂(OH)(NO₃) 上，致力于通过构建氧空位和表面溴接枝双活性位点来提升它的光催化性能。这项研究成果斐然，相关论文发表在了《Applied Surface Science》上。研究人员发现，经过双活性位点修饰的 Bi₂O₂(OH)(NO₃) 纳米片（BNSBr - OV），在可见光（λ＞420nm）下，4 小时内对罗丹明 B（RhB）的光降解效率高达 98.5%，是原始 Bi₂O₂(OH)(NO₃) 的 8.2 倍。而且，BNSBr - OV 还展现出强大的普适性，对四环素盐酸盐（TC）、氧氟沙星（OFX）和磺胺醋酰钠（SA - Na）等多种抗生素都有不错的降解效果。这一研究成果为环境催化剂的设计开辟了新方向，在环保领域有着巨大的应用潜力。

在研究过程中，研究人员采用了多种关键技术方法。其中，X 射线衍射（XRD）技术用于分析 BN 系列复合材料的晶体结构和成分；电子顺磁共振（EPR）技术则用来验证光催化过程中的主要自由基，通过这些技术，为研究提供了关键的数据支撑。

下面来详细看看研究结果：

• 结构和光学性质：利用 XRD 分析发现，BN 系列复合材料的所有衍射峰都能与 Bi₂O₂(OH)(NO₃) 的标准卡片精确匹配。2θ = 10.3°、20.7°、23.3°、23.8° 和 25.5° 处的衍射峰分别对应 Bi₂O₂(OH)(NO₃) 的 (002)、(004)、(110)、(111) 和 (112) 晶面。而且，与原始的 Bi₂O₂(OH)(NO₃) 相比，合成样品的晶体结构没有明显变化，这表明修饰过程没有破坏其基本结构，为后续性能的提升奠定了基础。
• 光催化性能：BNSBr - OV 展现出了卓越的光催化性能。在可见光照射下，它对 RhB 的降解效率令人惊叹，4 小时内就能达到 98.5% ，远远超过原始 Bi₂O₂(OH)(NO₃)。不仅如此，它对多种抗生素，如 TC、OFX 和 SA - Na，都有很好的降解效果，这说明它在处理复杂废水方面具有很大的优势。
• 光催化机制：通过 EPR 技术，研究人员确定了光催化过程中的主要自由基，结合其他实验和分析结果，提出了潜在的光催化机制。氧空位和溴接枝双活性位点协同作用，一方面提高了光催化剂的光捕获能力，让它能更好地吸收光能；另一方面，促进了光生载流子的迁移效率，减少了电子 - 空穴对的复合，从而大幅提升了光催化性能。

研究结论表明，研究人员成功制备了氧空位和表面溴接枝共修饰的 BN 系列光催化剂，其中 BNSBr - OV 在可见光下对多种污染物表现出优异的光降解活性。这一成果不仅为理解双活性位点修饰的单晶材料提供了平台，还为环境催化剂的设计提供了新的思路，有望推动光催化技术在环境污染治理领域的广泛应用，助力解决日益严峻的环境问题，对实现可持续发展具有重要意义。未来，基于这项研究，或许能开发出更多高效的光催化剂，为守护地球的绿水青山贡献力量。