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?哈工大袁遠ACS Catalysis：CQD修飾BiOBr/Bi2WO6光催化微電機用于環境修復及DFT計算

高效的光催化劑是降解水中抗生素污染物的關鍵，對環境修復至關重要?；诖?，哈爾濱工業大學袁遠教授（通訊作者）等人報道了通過溫和的水熱方法制備了一種高效的碳量子點（CQD）改性BiOBr/Bi₂WO₆雜化材料。

同時，開發了一種基于光催化劑的可見光驅動微電機。它對水中常見污染物如磺胺、喹諾酮和四環素抗生素表現出顯著的光催化活性，其中10CQD/BiOBr/Bi₂WO₆-4（10CBBr-4）的光催化活性最高，分別是BiOBr和Bi₂WO₆的2.8倍和5倍。

根據能帶結構，推測CQD/BWO/BiOBr的電荷轉移機制如下：在模擬光照下，生成e^–-h⁺對。若BiOBr和BWO之間形成II型異質結，則BiOBr導帶（CB）的e^–將流向BWO的CB，h⁺將從BWO的VB遷移到BiOBr的VB。

作者提出了一種新的電荷轉移模式：若形成Z-型異質結，BWO的CB中的e^–將與BiOBr的VB中較近的h⁺結合。光生載流子被有效分離，e^–和h⁺的重組被抑制，有利于NOR的去除。

為研究BiOBr和BWO之間的載流子轉移機制和界面相互作用，作者利用DFT計算研究了BiOBr的能帶結構和功函數。BWO具有典型的鈣鈦礦結構，由[Bi₂O₂]²⁺和共享角[WO₄]^2-交替層組成。BiOBr具有與BWO相同的[Bi₂O₂]²⁺，有利于構建Z-型異質結。

層狀結構的中間層提供了更多的活性反應位點，并作為電子受體，促進了光催化反應。BWO和BiOBr的功函數分別為6.83和4.98 eV，而功函數的差值代表了BiOBr和BWO之間的電荷轉移，電子將從功函數高的一側流向功函數低的一側，直到達到費米能級的平衡。

Carbon Quantum Dot-Decorated BiOBr/Bi₂WO₆ Photocatalytic Micromotor for Environmental Remediation and DFT Calculation. ACS Catal., 2022, DOI: 10.1021/acscatal.2c04149.

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c04149.

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