通过光致变色效应诱导的双路径协同作用，实现光催化与暗Fenton类反应的串联耦合——基于2D/2D WO3/BiO2O3异质结的S型结构

《Journal of Colloid and Interface Science》：Tandem coupling of photocatalysis and dark Fenton-like reaction through photochromism-induced dual-pathway synergy of 2D/2D WO3/BiOIO3 S-scheme heterojunction

　　

郝 黄 | 韩 齐斌 | 张 大峰 | 刘 俊昌 | 纪 学阳 | 王 丽波 | 普 星鹏 | 王 慧龙 | 蒋 文峰

摘要

开发具有持久反应能力和高光生载流子分离效率的光催化剂，可以加速太阳能的利用和环境修复。然而，催化剂设计中存在的极端挑战使得问题解决变得非常困难。在此，我们通过静电自组装方法构建了一种二维/二维结构的六角形WO₃（hWO₃）/BiOIO₃异质结。研究发现，hWO₃的光致变色效应不仅为暗反应提供了电子储备，还通过调节其表面Zeta电位增强了hWO₃/BiOIO₃异质界面的耦合。此外，储存在hWO₃中的光生电子能够诱导H₂O₂分解为•O₂^?、¹O₂和•OH，从而使hWO₃/BiOIO₃在暗反应中的活性与其光催化性能相当。这种光诱导的双路径协同作用显著提高了hWO₃/BiOIO₃异质结的稳定性及其对双酚A（BPA）的降解效率。光催化与暗反应能力的结合使得hWO₃/BiOIO₃能够在各种天气条件下运行，实现了约99%的BPA矿化率。本研究为全天候光催化水处理提供了一种新的方法。