MOF衍生氮摻雜ZnO碳骨架@分層Bi2MoO6S型異質結用於可見光降解SMX:機理、路徑和DFT計算
半導體光催化降解汙染物被認為是一種很有前景的可持續能源途徑。然而,光催化劑既要具有良好的可見光吸收效能,又要抑制光生電子-空穴複合具有挑戰性。在此,我們透過直接煅燒金屬-有機骨架製備了氮摻雜ZnO碳骨架。然後在其表面原位生長分層Bi2MoO6奈米片以合成S型異質結。這種特殊的3D層狀結構和氧空位共同作用,使光產生的電子和空穴更容易分離和遷移。因此,氮摻雜ZnO碳骨架@Bi2MoO6降解磺胺甲惡唑的準一級動力學常數達到0.022 min-1,在可見光照射下幾乎是ZIF-8衍生ZnO的10倍和Bi2MoO6的27.5倍。同時,還分析了S型異質結電荷轉移的機理,以及磺胺甲惡唑的光催化降解途徑。本工作為構建S型異質結光催化劑降解抗生素汙染物提供了一種新的途徑。
啟示:
除了金屬摻雜MOFs之外,非金屬摻雜可以提高光催化效能,降低光生電子/空穴的高複合率,產生更高的氧空位缺陷。S型異質結主要由氧化型和還原型光催化劑組成,催化劑之間的內部電場為光生電子/空穴的分離和傳輸提供驅動力,這啟示我們拓寬光吸收範圍、縮短電子傳輸距離在製備MOFs材料中至關重要。