原子级氧空位工程构建Z型AgBiO?/Bi?O?I异质结用于高效光催化降解抗生素

《Scientific Reports》：Oxygen-vacancy-rich AgBiO3/Bi5O7I heterojunction for antibiotic photodegradation

　　摘要：半导体光催化抗生素降解技术因其低能耗、环境修复能力强及安全性高等显著优势而受到广泛关注。迄今为止，构建富含氧空位和异质界面的材料的高级策略已被积极探索。在此，我们提出将具有全光谱吸收特性的钙钛矿型AgBiO?与富氧空位的Bi?O?I进行定向组装，应用于半导体光催化抗生素降解，通过原子级氧空位工程和异质界面处的电子结构调控，构建了一种高性能异质光催化系统。所设计的AgBiO?/Bi?O?I复合材料在可见光照射下20–30分钟内可实现99%四环素和93%环丙沙星的降解。结合ESR（电子顺磁共振）等实验结果，阐明了光催化反应机理：AgBiO?与Bi?O?I结合形成Z型异质结，提高了电子-空穴分离效率并拓宽了光吸收光谱，其中超氧自由基（·O??）作为主要活性物种攻击抗生素分子，从而实现高效污染物降解。本工作为设计高效光催化抗生素降解系统建立了范式，同时推动了对异质结构光催化剂中氧空位工程、界面电荷调控及反应动力学的基本理解。