溴氧化鉍(BiOBr)是一種具有層狀結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料,屬于鉍基化合物家族中的重要成員。其晶體結(jié)構(gòu)由[Bi2O2]2?層與雙層溴離子交替排列組成,這種特殊構(gòu)型使其在光催化領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。需要重點關(guān)注的是它的帶隙寬度(約2.7eV),這種特性使其在可見光范圍內(nèi)具有優(yōu)異的光響應(yīng)能力,特別是對波長小于460nm的藍紫光吸收效果顯著。
在應(yīng)用層面,溴氧化鉍因其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和環(huán)境友好特性,被廣泛用于有機污染物降解領(lǐng)域。實驗數(shù)據(jù)顯示,其對甲基橙(MO)的降解效率在90分鐘內(nèi)可達95%以上(光源強度300W氙燈)。由于具有較高的導(dǎo)帶位置(約+0.3eV vs NHE)和價帶位置(約+3.0eV vs NHE),這種材料還能有效產(chǎn)生具有強氧化性的空穴和超氧自由基。值得注意的是,通過元素摻雜(如稀土元素)或構(gòu)建異質(zhì)結(jié)(如與g-C3N4復(fù)合)可進一步提升其光量子效率。
制備方法對溴氧化鉍的性能影響顯著,常見的水熱法(反應(yīng)溫度160-200℃)能獲得高結(jié)晶度的納米片結(jié)構(gòu),而溶劑熱法則更容易調(diào)控形貌。近年來,研究人員發(fā)現(xiàn)厚度約20-50nm的二維納米片比表面積可達80-120m2/g,這種特殊的二維結(jié)構(gòu)不僅增加了活性位點,還顯著縮短了光生載流子的遷移距離。隨著綠色化學(xué)理念的普及,這種不含重金屬且可回收利用的新型光催化材料,在環(huán)境治理和能源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域正展現(xiàn)出越來越廣闊的應(yīng)用前景。