Bi2O3晶体结构和氧缺陷协同作用：促进中间产物的吸附活化、转化途径和光催化反应效率(英文)

作者：雷奔; 崔文; 盛建平; 王红; 陈鹏; 李解元; 孙艳娟; 董帆^*

来源：Science Bulletin, 2020, 65(06): 467-476.

在两种不同晶体结构的Bi2O3表面构造了人工氧缺陷,采用实验与模拟计算相结合的方法,从分子层面证实了特定晶体结构和氧缺陷的协同作用可以提高光催化效率,并有效调控光催化转化NO的反应路径,进而加快了整个反应历程.优化后的α-Bi2O3-X可见光净化NO去除率从7.3%增长至20.1%,而β-Bi2O3-X可见光光催化性能从25.2%提高至52.0%,活性增强的差异与不同的晶体结构、氧缺陷有关. DFT计算和实验结果证实,α-Bi2O3和β-Bi2O3表面氧缺陷作为活化中心,促进反应物和中间产物的吸附活化.同时,晶体结构和氧缺陷协同调控电子传递途径,原子排布呈隧道结构的氧缺陷β-Bi2O3对反应物活化以及电荷转移效率比Z型原子排布的氧缺陷α-Bi2O3更高效,这归因于在α-Bi2O3和β-Bi2O3表面构建的缺陷结构不同.原位FT-IR揭示了光催化氧化NO的反应机理,不同晶相的Bi2O3光催化NO转换途径可以由不同的表面缺陷结构进行有效调控.

• 单位
  四川大学; 电子科技大学