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Oxygen vacancy rich Bi2O4-Bi4O7-BiO2-x composites for UV-vis-NIR activated high efficient photocatalytic degradation of bisphenol A.
Journal of Hazardous Materials ( IF 12.2 ) Pub Date : 2019-08-29 , DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121121 Yuefa Jia 1 , Shiping Li 2 , Haoxuan Ma 3 , Jianzhi Gao 2 , Gangqiang Zhu 2 , Fuchun Zhang 4 , Jun Young Park 5 , Sangwon Cha 5 , Jong-Seong Bae 6 , Chunli Liu 3
Journal of Hazardous Materials ( IF 12.2 ) Pub Date : 2019-08-29 , DOI: 10.1016/j.jhazmat.2019.121121 Yuefa Jia 1 , Shiping Li 2 , Haoxuan Ma 3 , Jianzhi Gao 2 , Gangqiang Zhu 2 , Fuchun Zhang 4 , Jun Young Park 5 , Sangwon Cha 5 , Jong-Seong Bae 6 , Chunli Liu 3
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To fully utilize the solar light, photocatalyst with broad spectrum response from UV to near-infrared (NIR) is desirable. In this work, ternary mixed valent Bi2O4-Bi4O7-BiO2-x with rich oxygen vacancy has been synthesized through one-pot hydrothermal treatment of NaBiO3. The results showed that through adjusting the hydrothermal conditions, oxygen vacancy-rich Bi2O4-Bi4O7-BiO2-x nanocomposites with much higher efficiency than single or mixed bismuth oxides (Bi2O4, Bi4O7, BiO2-x and Bi4O7-BiO2-x,) can be synthesized for photocatalytic degradation of bisphenol A (BPA) under UV, visible, and NIR light irradiation. In addition, the liquid chromatography-mass spectrometer (LC-MS) characterization demonstrated that BPA was oxidized to 4-isopropenyphenol first and the rings were opened sequentially under NIR light irradiation. Further detection of reactive species indicated that holes, O2-, and OH were the main oxidizing species in the degradation system. The experimental observations and density functional theory (DFT) calculations suggested that both type-II and the Z-scheme charge transfer with oxygen vacancies as electrons and holes mediators were formed at the interfaces of Bi2O4, Bi4O7, and BiO2-x, resulting in a very efficient separation of photogenerated charge carriers in the composite. This work adds to the growing potential of mixed valent bismuth oxides based photocatalysts and is expected to accelerate the pace of the development of new-generation photocatalysts with high efficiency utilizing full-spectrum solar light.
中文翻译：
用于UV-vis-NIR的富氧空位的Bi2O4-Bi4O7-BiO2-x复合材料激活了双酚A的高效光催化降解。
为了充分利用太阳光，期望具有从UV到近红外（NIR）的宽光谱响应的光催化剂。在这项工作中，通过一锅水热处理NaBiO3合成了具有丰富氧空位的三元混合价Bi2O4-Bi4O7-BiO2-x。结果表明，通过调节水热条件，富氧空位的Bi2O4-Bi4O7-BiO2-x纳米复合材料的效率要比单一或混合的铋氧化物（Bi2O4，Bi4O7，BiO2-x和Bi4O7-BiO2-x）高得多。合成用于在紫外，可见光和NIR光照射下对双酚A（BPA）进行光催化降解。另外，液相色谱-质谱仪（LC-MS）表征表明，BPA首先被氧化为4-异丙基苯酚，并且在NIR光照射下依次打开环。进一步检测到反应性物质表明，空穴，O2-和OH是降解系统中的主要氧化物质。实验观察和密度泛函理论（DFT）计算表明，在Bi2O4，Bi4O7和BiO2-x的界面上形成了II型和Z型电荷转移，其中氧空位作为电子和空穴的介体。非常有效地分离复合物中的光生载流子。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。实验观察和密度泛函理论（DFT）计算表明，在Bi2O4，Bi4O7和BiO2-x的界面上形成了II型和Z型电荷转移，其中氧空位作为电子和空穴的介体。非常有效地分离复合物中的光生载流子。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。实验观察和密度泛函理论（DFT）计算表明，在Bi2O4，Bi4O7和BiO2-x的界面上形成了II型和Z型电荷转移，其中氧空位作为电子和空穴的介体。非常有效地分离复合物中的光生载流子。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。导致复合物中光生电荷载体的非常有效的分离。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。导致复合物中光生电荷载体的非常有效的分离。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。
更新日期：2019-08-30
中文翻译：
用于UV-vis-NIR的富氧空位的Bi2O4-Bi4O7-BiO2-x复合材料激活了双酚A的高效光催化降解。
为了充分利用太阳光，期望具有从UV到近红外（NIR）的宽光谱响应的光催化剂。在这项工作中，通过一锅水热处理NaBiO3合成了具有丰富氧空位的三元混合价Bi2O4-Bi4O7-BiO2-x。结果表明，通过调节水热条件，富氧空位的Bi2O4-Bi4O7-BiO2-x纳米复合材料的效率要比单一或混合的铋氧化物（Bi2O4，Bi4O7，BiO2-x和Bi4O7-BiO2-x）高得多。合成用于在紫外，可见光和NIR光照射下对双酚A（BPA）进行光催化降解。另外，液相色谱-质谱仪（LC-MS）表征表明，BPA首先被氧化为4-异丙基苯酚，并且在NIR光照射下依次打开环。进一步检测到反应性物质表明，空穴，O2-和OH是降解系统中的主要氧化物质。实验观察和密度泛函理论（DFT）计算表明，在Bi2O4，Bi4O7和BiO2-x的界面上形成了II型和Z型电荷转移，其中氧空位作为电子和空穴的介体。非常有效地分离复合物中的光生载流子。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。实验观察和密度泛函理论（DFT）计算表明，在Bi2O4，Bi4O7和BiO2-x的界面上形成了II型和Z型电荷转移，其中氧空位作为电子和空穴的介体。非常有效地分离复合物中的光生载流子。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。实验观察和密度泛函理论（DFT）计算表明，在Bi2O4，Bi4O7和BiO2-x的界面上形成了II型和Z型电荷转移，其中氧空位作为电子和空穴的介体。非常有效地分离复合物中的光生载流子。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。导致复合物中光生电荷载体的非常有效的分离。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。导致复合物中光生电荷载体的非常有效的分离。这项工作增加了混合价的基于铋氧化物的光催化剂的增长潜力，并有望加速利用全光谱太阳光高效开发新一代光催化剂的步伐。
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