综述：钙钛矿材料在光催化水处理中的应用研究

这篇综述系统探讨了钙钛矿（Perovskite）材料作为半导体光催化剂在环境修复领域的应用进展。文章重点分析了ABO3 型钙钛矿的结构特性、合成方法（如固相法SS）及其在可见光（Visible-light）驱动的高级氧化工艺（AOP）中的卓越性能，包括可调带隙（Bandgap）和载流子迁移率等优势，为有机污染物降解和废水处理提供了创新解决方案。

　　

Abstract

全球研究者正积极探索利用可见光（Visible-light）能量进行环境修复和有机污染物降解。过去20年间，开发结构稳定、成本低廉的光催化剂成为研究热点。在众多报道的光催化剂中，非金属/金属掺杂的三元金属氧化物备受关注，其中钙钛矿（Perovskite）材料因其合成方法灵活、性能可调（如优异的电荷迁移率和光吸收能力）成为半导体光催化剂的优选。本文综述了钙钛矿材料的最新进展，涵盖合成策略、形貌调控及光催化应用前景。

Introduction

太阳能作为绿色能源，在解决能源短缺和气候变化中潜力巨大。其应用涵盖光催化、有机污染物降解、水电解制氢及CO₂
转化等领域。金属氧化物光催化剂在生态修复中作用显著，例如Ag₃
PO₄
/BaTiO₃
、NaLaTiO₆
等钙钛矿材料因可见光响应特性成为研究焦点。典型的ABO₃
立方结构中，A位（+1至+3价）和B位（+3至+5价）阳离子的替换可调控材料的光物理与催化性能。层状钙钛矿则通过二维模块堆叠实现性能优化。

Structural features of perovskite-oxide materials

钙钛矿氧化物以ABO₃
结构为特征，其中B位过渡金属离子与氧形成BO₆
八面体，A位为碱金属或稀土离子。该结构的三维框架通过八面体共角连接，A离子位于空隙中心。微小的阳离子替换可显著改变材料的带隙和光催化活性。

Synthesis methods for Perovskite materials

高温固相法（SS）是制备纯相钙钛矿的经典方法，而溶胶-凝胶法、水热法更适合调控纳米形貌。合成策略需根据目标应用（如污染物降解选择性）优化，例如LaFeO₃
的溶胶-凝胶合成可增强比表面积和活性位点暴露。

Perovskites in photocatalysis for wastewater treatment

高级氧化工艺（AOP）依赖羟基自由基（·OH）降解污染物。钙钛矿如BiFeO₃
在可见光下可激发电子-空穴对，生成活性氧物种（ROS），高效矿化有机污染物。其性能优势源于可调带隙（2.0-3.2 eV）和低复合率的载流子。

Conclusion

LaMnO₃
、BiFeO₃
等钙钛矿材料在可见光催化领域展现出广阔前景。未来研究需聚焦于稳定性提升和规模化应用，为环境治理提供新材料范式。