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王强等ASS文章:含氧空位的SnOx/TiO2Z型异质结提高光催化性能及机理研究
发布时间:2024-06-09

 

   环境污染问题日益严重,已成为全球关注的焦点,尤其是水污染。染料和持久性有机污染物(POPs)是水体污染的主要来源,会引发严重的健康问题。因此,寻找一种高效、节能、环保的技术来有效去除难以降解的有机染料,已成为保护环境和人类健康的关键。光催化降解污染因其生态友好和成本效益受到越来越多关注。然而,尽管一些光催化剂在可见光下的光催化性能并不理想,限制了实际应用。因此,构建简单、快速、环保、廉价且具有高催化活性的光催化材料,对于水污染的环境修复具有重要意义。

   近日,石河子大学化学化工学院于锋教授团队在光催化降解有机污染物领域取得了最新研究成果。该团队开发了一种含有氧空位的2D/2D SnOx/TiO2Z型异质结催化剂用于光催化降解有机污染物。在可见光照射下,SnOx/TiO2异质结的反应速率达到了1.8355 min⁻¹,约为SnOx单独反应速率的15.74倍。通过实验和理论计算相结合的方式,阐明了其光催化降解有机污染物的机理。Z型异质结和氧空位的共同作用增强了光催化反应机理,促进了有效的电子传递,并保留了具有优异氧化还原能力的载流子。

   相关工作以“2D/2D SnOx/TiO2Z-Scheme heterojunction with oxygen vacancies for boosted photocatalytic performance and mechanistic insight(https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.160436)”为题,在Applied Surface Science期刊上发表。该论文的第一作者为石河子大学化学化工学院博士研究生王强,通讯作者为王传义教授和于锋教授


图1 材料形态表征


图2 材料结构表征


图3 光催化降解性能图



图4 (a)TiO2和(b) SnOx的态密度, (c)TiO2和(d) SnOx的功函数



图5 SnOx/TiO2光催化降解有机污染物的机理