熔盐法合成Bi5Ti3FeO15微晶片的多场耦合增强压电-光催化性能及其环境应用

本文推荐一种通过熔盐法（MS）合成的Bi5Ti3FeO15（BTFO）微晶片催化剂，其通过压电（piezo）与光催化（photocatalytic）多场耦合效应，显著提升了污染物降解效率。研究揭示了单晶结构、片状形貌和压电辅助电场对载流子分离的协同增强机制，为环境治理提供了高效催化剂设计新策略。

　　

Highlight

压电增强光催化技术（Piezo-photocatalysis）是环境领域创新方法。本研究采用熔盐法合成的Bi₅Ti₃FeO₁₅（BTFO）微晶片，通过超声激发压电场与光生载流子耦合，实现了罗丹明B（RhB）降解效率的显著提升。

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合成方法

BTFO微晶片以Bi₂O₃、TiO₂和Fe₂O₃为原料，通过NaCl/KCl熔盐介质在850–950℃下制备，其单晶片状形貌（TEM证实）比固相反应（SSR）颗粒具有更高比表面积和活性位点。

相结构与形貌

XRD显示BTFO为A2₁am空间群正交相，片状晶体沿(001)晶面择优生长。UV-Vis表明其窄带隙（～2.7 eV）可高效利用可见光，而压电场（～50 μC/cm²）促进e^-/h⁺分离。

Conclusions

BTFO微晶片的优异性能源于：1）单晶结构减少晶界复合；2）片状形貌暴露更多(001)活性面；3）压电场驱动载流子定向迁移。该工作为多场耦合催化剂设计提供了范例。