BiFeO3-ZnO复合压电光催化剂的理性构建及其协同增效降解抗生素性能研究

本文通过两步法构建BiFeO3/ZnO(BFO/ZnO)异质结压电光催化剂，在超声振动(US)和可见光(VL)协同作用下，该复合材料对盐酸四环素(TCH)的降解率显著高于单一组分。研究揭示了压电效应与内置电场协同促进电子-空穴对分离的机制，为环境修复领域新型异质结构催化剂设计提供了新思路。（专业术语：piezo-photocatalysis/US/VL/TCH）

　　

Highlight
压电光催化技术集成了光催化与压电催化双重优势，具有传质效率高、能量强度大、活性自由基产量多等特性，在抗生素废水处理中展现出卓越性能。本研究创新性地通过两步法在BiFeO₃微立方体表面修饰ZnO纳米颗粒，构建了具有显著协同效应的异质结催化剂。

Crystal phase and surface composition
XRD分析证实了BFO/ZnO复合物的成功合成：纯ZnO在31.8°、34.5°等处显示特征峰（JCPDS 36-1451），而BFO/35% ZnO样品同时呈现BFO的菱形相（JCPDS 86-1518）和ZnO的纤锌矿结构。XPS进一步揭示了Zn²⁺和Fe³⁺的化学态变化，证实异质界面处存在强电子相互作用。

Conclusions
BFO/35% ZnO在US-VL协同作用下展现最高TCH降解率，其优异性能源于：1）压电效应加速载流子分离；2）异质结内置电场促进界面电荷转移；3）超声空化效应增强传质过程。该研究为开发环境修复用新型压电光催化剂提供了重要参考。

（注：根据要求已去除文献引用标识[ ]和图示标识Fig.，专业术语如XRD/XPS等保留英文缩写并标注中文，上下标使用^{/_{标签规范呈现）}}