Abstract Although the traditional Fenton reaction is considered an effective strategy for solving problems caused by environmental pollution, construction of an efficient photocatalytic system by coordinating the Fenton reaction is challenging. In this study, 2D/2D step-scheme α-Fe2O3/Bi2WO6 (FO/BWO) heterostructure photo-Fenton catalysts were successfully fabricated by a facile hydrothermal method. The as-prepared materials were characterized by XRD, FT-IR, TEM, XPS, UV-vis DRS, PL, I-t, EIS, and BET analyses. Under visible light irradiation, FO/BWO exhibited remarkably high and stable photo-Fenton catalytic activity for the degradation of methyl blue (MB) at low concentrations of H2O2. It was noted that FO/BWO (0.5) displayed a significantly enhanced photo-Fenton catalytic activity, which was 11.06 and 3.29 times those of FO nanosheets and BWO nanosheets, respectively. The notably improved photo-Fenton catalytic activity of FO/BWO was mainly due to the combination of H2O2 and FO under light illumination and the presence of the 2D/2D S-scheme heterostructure, with the large contact surface, abundant active sites, and efficient separation rate of photogenerated carriers playing contributory roles. Additionally, a possible catalytic mechanism for the FO/BWO composite was preliminarily proposed via active species trapping experiments. In summary, this study provided new insights into the synthesis of an effectively heterogeneous 2D/2D S-scheme photo-Fenton catalyst for degradation of organic pollutants in wastewater.

中文翻译：

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2D/2D 阶梯式 α-Fe2O3/Bi2WO6 光催化剂具有有效的电荷转移以增强光芬顿催化活性

摘要 尽管传统的芬顿反应被认为是解决环境污染问题的有效策略，但通过协调芬顿反应构建高效的光催化体系具有挑战性。在这项研究中，通过简便的水热法成功制备了二维/二维阶梯式α-Fe2O3/Bi2WO6（FO/BWO）异质结构光芬顿催化剂。所制备的材料通过 XRD、FT-IR、TEM、XPS、UV-vis DRS、PL、It、EIS 和 BET 分析进行表征。在可见光照射下，FO/BWO 在低浓度 H2O2 下对甲基蓝 (MB) 的降解表现出非常高且稳定的光芬顿催化活性。注意到 FO/BWO (0.5) 显示出显着增强的光芬顿催化活性，分别为 11.06 和 3。分别是 FO 纳米片和 BWO 纳米片的 29 倍。FO/BWO 显着提高的光芬顿催化活性主要是由于光照射下 H2O2 和 FO 的结合以及 2D/2D S 型异质结构的存在，具有较大的接触表面，丰富的活性位点和高效的起贡献作用的光生载流子的分离率。此外，通过活性物种捕获实验初步提出了 FO/BWO 复合材料的可能催化机制。总之，这项研究为合成用于降解废水中有机污染物的有效多相 2D/2D S 型光芬顿催化剂提供了新的见解。FO/BWO 显着提高的光芬顿催化活性主要是由于光照射下 H2O2 和 FO 的结合以及 2D/2D S 型异质结构的存在，具有较大的接触表面，丰富的活性位点和高效的起贡献作用的光生载流子的分离率。此外，通过活性物种捕获实验初步提出了 FO/BWO 复合材料的可能催化机制。总之，这项研究为合成用于降解废水中有机污染物的有效多相 2D/2D S 型光芬顿催化剂提供了新的见解。FO/BWO 显着提高的光芬顿催化活性主要是由于光照射下 H2O2 和 FO 的结合以及 2D/2D S 型异质结构的存在，具有较大的接触表面，丰富的活性位点和高效的起贡献作用的光生载流子的分离率。此外，通过活性物种捕获实验初步提出了 FO/BWO 复合材料的可能催化机制。总之，这项研究为合成用于降解废水中有机污染物的有效多相 2D/2D S 型光芬顿催化剂提供了新的见解。和有效的光生载流子分离率起到了促进作用。此外，通过活性物种捕获实验初步提出了 FO/BWO 复合材料的可能催化机制。总之，这项研究为合成用于降解废水中有机污染物的有效多相 2D/2D S 型光芬顿催化剂提供了新的见解。和有效的光生载流子分离率起到了促进作用。此外，通过活性物种捕获实验初步提出了 FO/BWO 复合材料的可能催化机制。总之，这项研究为合成用于降解废水中有机污染物的有效多相 2D/2D S 型光芬顿催化剂提供了新的见解。