碘氧化铋基同型异质结光催化剂的原位合成及其对典型污染物三氯生的降解

近年来，p-n异型异质结的研究比较广泛，但相对这一异质结的同型异质结（n-n型和p-p型）研究较少。经过不断尝试，渤海大学化学化工学院常春课题组利用简单、低成本的溶剂热法+高温煅烧法原位合成了碘氧化铋基n-n同型异质结光催化剂（Bi₇O₉I₃/Bi₅O₇I），并将其在模拟太阳光下应用于典型药物及个人护理品（Pharmaceutical and Personal Care Products, PPCPs）——三氯生（Triclosan, TCS）的降解，取得了很好的效果。该研究通过莫特-肖特基测试（Mott-Schottky）结合紫外可见漫反射光谱分析了光生载流子在催化剂表界面的迁移、分离机制；通过捕获剂实验以及电子自旋共振技术（ESR）分析了TCS的降解反应机理；通过高效液相色谱-质谱技术（HPLC-MS）检测了降解产物，并对降解反应历程进行了推导。该成果对于同型异质结光催化剂在环境与能源领域的应用具有重要的意义。

Fig. 1 Photocatalytic degradation (a) and pseudo first-order rate constant (b) of TCS by Bi₇O₉I₃, Bi₇O₉I₃-350, Bi₇O₉I₃-450, Bi₇O₉I₃-550, Bi₇O₉I₃-650, and Bi₇O₉I₃-750 under simulated solar irradiation.

Fig. 2 Mott-Schottky plots of Bi₇O₉I₃ (a), Bi₇O₉I₃-450 (b), Bi₇O₉I₃-550 (c); the (αhv)^1/2vs. energy of absorbed light plots for band gap calculation of sample Bi₇O₉I₃ and Bi₇O₉I₃-550 (d).

Fig. 3 Energy bands of n type Bi₇O₉I₃ and n type Bi₅O₇I, and the transfer of photo-generated carriers in the Bi₇O₉I₃/Bi₅O₇I heterojunction under simulated solar light irradiation.

Fig. 4 Scavenger effects on degradation of TCS (a) and the reaction rate (b) of Bi₇O₉I₃-450 in the trapping experiments under simulated solar irradiation. ESR signals of the (c) DMPO-•O₂^- and (d) DMPO-•OH for the Bi₇O₉I₃-450 under simulated solar light irradiation.

Fig. 5 Degradation products and reaction pathway of TCS.

相关结果发表在Applied Catalysis B: Environmental上，第一作者和通讯作者为常春博士，该成果以渤海大学为第一完成单位，唯一通信单位，相关研究获得了国家自然科学基金以及渤海大学研究生创新基金的资助。

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In situ fabrication of bismuth oxyiodide (Bi₇O₉I₃/Bi₅O₇I) n-n heterojunction for enhanced degradation of triclosan (TCS) under simulated solar light irradiation

Chun Chang, Huanchun Yang, Weina Mu, Yanrong Cai, Lixia Wang, Liping Yang, Hongwei Qin

Appl. Catal. B Environ., 2019, 254, 647-658, DOI: 10.1016/j.apcatb.2019.05.030

研究团队简介

常春博士，渤海大学化学化工学院副教授，辽宁省环境科学学会常务理事。2013年12月毕业于南开大学环境科学专业，取得博士学位，指导教师为祝凌燕教授，2014年1月任职于渤海大学，期间2016年8月-2017年7月在台湾清华大学从事博士后研究工作，合作导师为吕世源（Shih-Yuan Lu）教授。主要从事光（电）化学氧化技术在环境与能源领域的应用以及生物质废弃物处理与资源化利用等方面的研究，目前主持完成国家自然科学基金青年项目1项，主持辽宁省自然科学基金面上项目1项，参与国家、省部级项目多项。已发表论文20余篇，根据Google Scholar统计总被引用820余次，其中第一作者或通讯作者SCI论文7篇（总影响因子为54.462），2篇为ESI高被引论文。

代表性成果：

1.Applied Catalysis B: Envirommental, 2019, 254: 647-658.

2.ACS Applied Materials and Interfaces, 2018, 10 (1), 417-426.

3.Journal of Alloys and Compounds, 2018, 738, 138-144.

4.ACS Applied Materials and Interfaces, 2014, 6, 5083-5093.

5.Applied Catalysis B: Environmental, 2013, 142–143: 553-560.

6.Chemical Engineering Journal, 2013, 233: 305-314.

7.Environmental Pollution, 2011, 159, (10), 2507-2514.