声化学法合成MgFe2O4/BiOBr纳米复合材料的光催化性能及其在有机染料降解中的应用研究

来自某研究团队通过声化学辅助沉淀法成功制备了不同BiOBr含量的MgFe2O4/BiOBr纳米复合材料。该研究通过XRD、FTIR、FESEM等多技术联用证实了异质结结构的形成，其具有增强的光吸收、比表面积和磁回收性能。30% BiOBr负载样品在90分钟内对赤藓红降解率达98.7%，且循环5次后仍保持70.3%效率。自由基捕获实验表明超氧自由基(•O2-)是主要活性物种，该研究为光催化环境修复提供了新型高效催化剂。

　　

这项研究展示了声化学辅助沉淀法(sonochemical-assisted precipitation)在制备MgFe₂O₄/BiOBr纳米复合材料方面的独特优势。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析证实，该方法成功构建了具有明确晶体结构的异质结(heterojunction)体系。场发射扫描电镜(FESEM)观察显示材料具有均匀的纳米级形貌，而能量色散X射线光谱(EDX)则验证了元素的精确配比。

特别值得注意的是，30% BiOBr负载量的样品展现出卓越的光催化性能：在紫外-可见光(UV-Vis)照射下，90分钟内即可将赤藓红(erythrosine)降解98.7%。通过比表面积测试(BET)和振动样品磁强计(VSM)分析发现，该材料兼具高比表面积和优异的磁响应性，实现了催化剂的便捷回收。光致发光光谱(PL)研究表明，异质结的形成有效抑制了光生电子-空穴对的复合。

机制研究发现，超氧自由基(•O₂^-)在降解过程中起主导作用。基于能带结构(band structure)分析提出的电荷转移机制，解释了异质结增强光催化活性的内在原因。经过5次循环使用后，XRD和FTIR谱图未显示明显变化，证实了材料出色的结构稳定性。这些发现为开发新型磁回收光催化剂提供了重要参考，在环境污染物治理和荧光相关应用领域展现出广阔前景。