铋基光催化材料的应用研究进展

吕振春

(上海理工大学，上海 200093)

社会发展所带来的环境安全问题正逐渐成为全球面临的最大挑战之一，在我国，环境安全问题已经引起政府的高度关注。其中，水污染成为人类健康的首要威胁。如何实现高效且环境友好的净化成为人们亟待解决的难题。半导体光催化技术作为一种绿色环保技术，有着独特的优势：环保无毒，设备操作简单；半导体可塑性强；高效，无二次污染，成为环境领域的研究热点之一。大多数的光催化剂都是形貌、尺寸不一的纳米颗粒，催化氧化时产生的羟基自由基(·OH)能够快速降解有机污染物，且产物多为 H2O、CO2等对环境友好。因此，利用光催化反应处理废水污染问题被视为是具有广阔应用前景的绿色环境治理技术。

近年来，铋(Bi)基半导体因为独特的层状结构、形貌可控、合适的禁带宽度、更适合被可见光激发的特点发展成为一类独特的新型光催化材料。通过改变形貌、引入表面氧缺陷、暴露活性晶面、元素掺杂和表面修饰等离子体等都能够有效地提高铋基半导体催化剂的光催化活性，提高可见光利用率及有效回收用。本文总结了铋基半导体催化剂的可见光降解性能及其在污水处理等环境能源领域的应用研究进展。

1 铋基光催化材料种类及调控方法

1.1 氧化铋(Bi2O3)

基于此问题，研究者进行了不同的尝试，例如改变其形貌，构建异质结等。目前制备并报导的有零维的纳米颗粒、一维的纳米纤维、二维的纳米片和三维的纳米微球等。……