S型PbBiO2I/La(OH)3异质结协同光催化固氮与降解功能的构建与机制研究

本文创新构建了1D/2D S型异质结光催化剂La(OH)3/PbBiO2I，通过能带工程和内建电场（IEF）协同作用，显著提升了可见光驱动的氮还原（N2 fixation）和罗丹明B（RhB）降解性能，为双功能光催化剂设计提供了新范式。

　　

Section snippets

Preparation of Photocatalysts

PbBiO₂I：通过水热法合成二维PbBiO₂I纳米片。具体而言，将2 mmol醋酸铅溶解于20 mL氢氧化钠溶液（1 mol/L）中持续搅拌30分钟，随后依次加入2 mmol硝酸铋和3 mmol碘化钾（KI）。添加5 mL乙二醇作为稳定剂后继续搅拌30分钟，最终将混合溶液转移至50 mL反应釜进行水热反应。

Results and Discussion

图1a展示了La(OH)₃/PbBiO₂I异质结构的合成路线，揭示了其独特的1D/2D形态构建过程。图1b通过XRD图谱对比了纯相La(OH)₃、PbBiO₂I及复合物（ICL6）的晶体结构。La(OH)₃在15.6°、27.3°、28.0°、31.6°、39.5°、48.2°和48.6°处的特征衍射峰分别对应其（100）、（110）、（101）、（200）、（201）、（300）和（211）晶面，证实了六方晶相结构。

Conclusion

本研究成功通过水热法构建了新型1D/2D La(OH)₃/PbBiO₂I S型异质结光催化剂。该复合材料在光催化氮还原合成氨和罗丹明B降解中表现出显著增强的活性。表征结果表明，La(OH)₃纳米棒均匀分散于PbBiO₂I纳米片表面，形成了高效的S型异质结构。这种独特结构通过内建电场（IEF）和能带弯曲作用，实现了载流子的高效分离与强氧化还原能力的保留，为双功能光催化剂设计提供了新策略。