ZnO/BiFeO3异质结薄膜制备及其光催化性能研究

谢晶晶，王朋成，王行乐，李小怡

(湖州师范学院 理学院,浙江 湖州 313000)

0 引 言

近年来，环境污染已严重影响人们的日常生活.因此,如何消除对人类有害的有机污染物，已成为科学界关注的焦点.传统的治理方法效果不佳且不环保，容易对环境造成二次污染.光催化技术在解决环境污染问题方面有着极大的应用潜力[1].利用太阳能在半导体光催化剂上氧化各种有机污染物是一个清洁和环保的方法[2].在现有的半导体材料中，钙钛矿基氧化物纳米催化剂因其在光催化和光伏领域的应用，近年来得到广泛研究[3].特别是多铁氧化物在特定温度范围内同时存在磁性、铁电性能[4]和窄带隙，因此能吸收一定的可见光.在被广泛研究的多铁材料中，铁酸铋(BiFeO3，简称BFO)因其价格低、化学稳定性高、载流子输运特性好、带隙窄(2.0～2.7 eV)，受到了人们的广泛关注[5-8].同时，BFO材料是一种具有铁电性能的铁电材料，在一定温度范围内，由于其为晶胞结构，使得正负电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，故BFO材料内部具有自发极化电场.光诱导的电子空穴对可以在自发极化电场的作用下分离，从而提高光生载流子的分离性[3].但由于BFO的导带电位相对标准的氢电极(SHE)低，导致产生的光生载流子容易复合，所以其可见光催化活性在潜在的应用中仍不理想[3,9].

为克服这一缺点和提高BFO的可见光催化性能，学者们广泛使用具有宽禁带半导体氧化物(如TiO2)与其结……