FeOOH调节Bi₁₂O₁₇Cl₂@FeOOH异质结中Bi₁₂O₁₇Cl₂的表面势阱深度以增强压电电荷转移和压电自芬顿催化

摘要

尽管异质结压电催化剂的设计被证明可以显著提升其催化活性，但异质结界面在压电过程中对表面势阱的调控机制及其对载流子迁移的影响仍缺乏系统研究。本研究通过自组装策略，在Bi₁₂O₁₇Cl₂@FeOOH体系中构建了非晶FeOOH与Bi₁₂O₁₇Cl₂之间的增强界面相互作用异质界面结。这种强界面相互作用显著增强了界面极性，可大幅抑制Bi₁₂O₁₇Cl₂表面电荷的应力响应能力（最大降幅达原始值的63%–98%），这显著降低了压电过程中表面势阱的深度，从而有效削弱了压电电荷的束缚，同时促进了电荷转移。同时，界面形成的Bi–O–Fe化学键构建了电荷传输通道。这些协同机制使得压电自芬顿反应中H₂O₂产率达到3.04 mmol g^-1 h^-1，总有机碳去除率提高了3倍（从18.6%增至55.8%）。

关键词

压电催化剂 / 势阱 / 电荷传输通道 / 界面效应 / 表面电场