Unraveling charge transfer dynamics in AgBr/Bi4Ti3O12/Bi2Sn2O7 ternary S-scheme heterojunction photocatalyst

三元运算 光催化 异质结 电荷(物理) 材料科学 化学 光电子学 纳米技术 物理 计算机科学 催化作用 量子力学 生物化学 程序设计语言
作者
Nan Li,Yuhua Niu,Wengang An,Zonghang Liu,Fangyi Ruan,Guodong Fan
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:669: 175-189 被引量:15
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2024.04.216
摘要

In this study, AgBr/Bi4Ti3O12/Bi2Sn2O7 (ABr/BTO/BSO) composites were successfully synthesized to facilitate multi-channel fast charge transfer. This directs the charge carriers to travel along multichannel pathways and suppresses carrier recombination. The mechanisms underlying charge transfer in the dual S-scheme heterojunction composites were elucidated using density functional theory (DFT) and in situ irradiated X-ray photoelectron spectroscopy (ISI-XPS). Furthermore, electron spin resonance (ESR) and burst experiments verified h+, ·O2-, and ·OH as the primary active species in the catalytic process. The ABr/BTO/BSO composites demonstrated exceptional photocatalytic redox capabilities, completely degrading rhodamine B (RhB) and achieving degradation rates of 77.21% for tetracycline (TC) and 81.04% for Cr (VI). Both experimental and theoretical analyses confirmed the intrinsic efficacy of photo-induced electron movement within the composites. This research introduces innovative design concepts and strategies for the advanced exploration of electron channel transfer in ABr/BTO/BSO ternary composites and the development of novel composite photocatalytic systems.
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