界面电荷调控的Cs2AgBiI6/Cu@g-C3N4异质结用于高效光催化

《ChemCatChem》：Interfacial Charge-Modulated Cs2AgBiI6/Cu@g-C3N4 Heterojunctions for Efficient Photocatalysis

该研究提出了一种新型异质结光催化材料Cs2AgBiI6/Cu@g-C3N4，通过定向电荷转移路径（CABI→g-C3N4→Cu）有效分离光生电子-空穴对，显著提升有机污染物和抗生素的降解效率，并验证了界面电荷调控对光催化性能的关键作用。

　　

摘要

高效异质结光催化剂的构建在很大程度上依赖于界面电荷动态的精确调控。然而，传统的异质结通常受到刚性能带对齐和缓慢的界面电荷转移的限制，这是由于严重的载流子复合现象所致。在此，我们提出了一种通过构建Cs₂AgBiI₆/Cu@超薄g-C₃N₄（CABI/Cu@UCN）异质结来实现定向界面电荷调制的新策略。Cu纳米簇通过水热-光还原过程锚定在超薄g-C₃N₄上，形成了作为高效电子提取器的肖特基结。随后，无铅双钙钛矿Cs₂AgBiI₆与Cu@UCN耦合，形成了II型异质结。由于界面内置电场的协同驱动作用，独特的“CABI→g-C₃N₄→Cu”级联电荷转移路径使得光生电子-空穴对的空间分离几乎无能量损耗。在可见光照射下，优化的CABI/Cu@UCN复合材料表现出出色的光催化活性和稳定性，能够有效降解多种有机污染物和抗生素。这种级联异质结构的构建促进了电子从CABI向UCN，再向Cu的定向迁移，并伴随着显著的界面电荷重新分布。本工作表明，基于钙钛矿的异质结构通过合理的异质结设计和界面电荷调控，能够实现染料和抗生素污染物的高效光催化降解。

图形摘要

Cs₂AgBiI₆/Cu@g-C₃N₄异质结在可见光下诱导出CABI→g-C₃N₄→Cu的定向电荷转移路径，实现了高效的电子提取，并增强了活性氧的生成，从而高效降解有机染料和抗生素。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可向通讯作者提出合理请求后获得。