High-performance photocatalytic decomposition of PFOA by BiOX/TiO2 heterojunctions: Self-induced inner electric fields and band alignment

异质结 光催化 材料科学 电场 热液循环 分解 全氟辛酸 光电子学 化学 化学工程 催化作用 有机化学 量子力学 物理 工程类
作者
Xiaoqing Liu,Xiaoguang Duan,Teng Bao,Derek Hao,Zhijie Chen,Wei Wei,Dongbo Wang,Shaobin Wang,Bing‐Jie Ni
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier BV]
卷期号:430: 128195-128195 被引量:79
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.128195
摘要

BiOX (X = Cl, Br and I) and BiOX/TiO2 photocatalysts were prepared by a facile hydrothermal approach. The BiOX/TiO2 heterojunctions demonstrated significantly enhanced efficiency for photocatalytic decomposition of perfluorooctanoic acid (PFOA) compared with sole BiOX or TiO2. PFOA (10 mg L1) was completely degraded by BiOCl(Br)/TiO2 in 8 h. Moreover, BiOCl/TiO2 attained deep decomposition of PFOA with a high defluorination ratio of 82%. The p-n heterojunctions between BiOX and TiO2 were confirmed by a series of characterizations. The photo-induced holes would migrate from the valance band (VB) of TiO2 to BiOX, driven by the built-in electric field (BIEF) near the interfaces of p-n heterojunctions, the inner electric fields (IEF) in BiOX and the higher VB position of BiOX. The X-ray diffraction (XRD) and TEM characterizations indicated that TiO2 combined with BiOX along the [110] facet, which facilitated photo-induced electron transfer in the [001] direction, thus benefiting PFOA decomposition.
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