Abstract Herein we have designed and fabricated a new type of LaFeO3/BiOBr heterojunction photocatalysts with Z-scheme charge transfer mechanism. The composite photocatalysts were constructed by coupling LaFeO3 nanoparticles with BiOBr microplates. Various advanced characterization techniques (e.g., SEM, TEM, XRD, UV–vis DRS, XPS, PL spectroscopy, FTIR photoelectrochemical measurements) were employed to elucidate the structures, micro-morphologies, element/composition valence states, optical absorption properties, surface functional groups and electron/hole pair separation behavior of the prepared LaFeO3/BiOBr photocatalysts. The photocatalytic and photo-Fenton degradation activities of the as-prepared LaFeO3/BiOBr photocatalysts were investigated by decomposing rhodamine B (RhB) aqueous solution, where simulated sunlight was used as the light source. Among the samples, the 20%LaFeO3/BiOBr composite photocatalyst manifests the highest photocatalytic degradation performance for RhB (η = 98.2% for 30 min reaction). The photodegradation activity of 20%LaFeO3/BiOBr is determined from the reaction rate constants to be about 21.0 and 1.3 times as large as that of bare LaFeO3 nanoparticles and BiOBr mcroplates, respectively. Furthermore, by adding an amount of H2O2 in the reaction solution, the photo-Fenton decomposition performances of the LaFeO3/BiOBr photocatalysts can be further enhanced. Z-scheme electron transfer process and photo-Fenton synergistic mechanism were used to explain the improved photodegradation and photo-Fenton degradation performances of the LaFeO3/BiOBr heterojunction photocatalysts.

中文翻译：

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用于光催化和光芬顿去除染料的新型 LaFeO3/BiOBr 异质结光催化剂的制备及其应用

摘要 在此，我们设计并制备了一种具有 Z 型电荷转移机制的新型 LaFeO3/BiOBr 异质结光催化剂。通过将 LaFeO3 纳米粒子与 BiOBr 微板偶联来构建复合光催化剂。采用各种先进的表征技术（例如，SEM、TEM、XRD、UV-vis DRS、XPS、PL 光谱、FTIR 光电化学测量）来阐明结构、微观形貌、元素/组成的价态、光吸收特性、表面功能制备的 LaFeO3/BiOBr 光催化剂的基团和电子/空穴对分离行为。通过分解罗丹明 B (RhB) 水溶液研究了所制备的 LaFeO3/BiOBr 光催化剂的光催化和光芬顿降解活性，其中模拟阳光被用作光源。在样品中，20%LaFeO3/BiOBr 复合光催化剂对 RhB 的光催化降解性能最高（η = 98.2%，反应 30 分钟）。20%LaFeO3/BiOBr 的光降解活性由反应速率常数确定，分别是裸 LaFeO3 纳米颗粒和 BiOBr 微板的约 21.0 倍和 1.3 倍。此外，通过在反应溶液中加入一定量的 H2O2，可以进一步提高 LaFeO3/BiOBr 光催化剂的光芬顿分解性能。Z-scheme电子转移过程和光-芬顿协同机制被用来解释LaFeO3/BiOBr异质结光催化剂改善的光降解和光-芬顿降解性能。20%LaFeO3/BiOBr复合光催化剂对RhB表现出最高的光催化降解性能（η = 98.2%，反应30分钟）。20%LaFeO3/BiOBr 的光降解活性由反应速率常数确定，分别是裸 LaFeO3 纳米颗粒和 BiOBr 微板的约 21.0 倍和 1.3 倍。此外，通过在反应溶液中加入一定量的 H2O2，可以进一步提高 LaFeO3/BiOBr 光催化剂的光芬顿分解性能。Z-scheme电子转移过程和光-芬顿协同机制被用来解释LaFeO3/BiOBr异质结光催化剂改善的光降解和光-芬顿降解性能。20%LaFeO3/BiOBr复合光催化剂对RhB表现出最高的光催化降解性能（η = 98.2%，反应30分钟）。20%LaFeO3/BiOBr 的光降解活性由反应速率常数确定，分别是裸 LaFeO3 纳米颗粒和 BiOBr 微板的约 21.0 倍和 1.3 倍。此外，通过在反应溶液中加入一定量的 H2O2，可以进一步提高 LaFeO3/BiOBr 光催化剂的光芬顿分解性能。Z-scheme电子转移过程和光-芬顿协同机制被用来解释LaFeO3/BiOBr异质结光催化剂改善的光降解和光-芬顿降解性能。2% 反应 30 分钟）。20%LaFeO3/BiOBr 的光降解活性由反应速率常数确定，分别是裸 LaFeO3 纳米颗粒和 BiOBr 微板的约 21.0 倍和 1.3 倍。此外，通过在反应溶液中加入一定量的 H2O2，可以进一步提高 LaFeO3/BiOBr 光催化剂的光芬顿分解性能。Z-scheme电子转移过程和光-芬顿协同机制被用来解释LaFeO3/BiOBr异质结光催化剂改善的光降解和光-芬顿降解性能。2% 反应 30 分钟）。20%LaFeO3/BiOBr 的光降解活性由反应速率常数确定，分别是裸 LaFeO3 纳米颗粒和 BiOBr 微板的约 21.0 倍和 1.3 倍。此外，通过在反应溶液中加入一定量的 H2O2，可以进一步提高 LaFeO3/BiOBr 光催化剂的光芬顿分解性能。Z-scheme电子转移过程和光-芬顿协同机制被用来解释LaFeO3/BiOBr异质结光催化剂改善的光降解和光-芬顿降解性能。通过在反应溶液中加入一定量的H2O2，可以进一步提高LaFeO3/BiOBr光催化剂的光芬顿分解性能。Z-scheme电子转移过程和光-芬顿协同机制被用来解释LaFeO3/BiOBr异质结光催化剂改善的光降解和光-芬顿降解性能。通过在反应溶液中加入一定量的H2O2，可以进一步提高LaFeO3/BiOBr光催化剂的光芬顿分解性能。Z-scheme电子转移过程和光-芬顿协同机制被用来解释LaFeO3/BiOBr异质结光催化剂改善的光降解和光-芬顿降解性能。