铋基半导体光催化材料的研究进展

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1、第201330年卷第l14月期JournalofXin新jia疆ng大U学ni学ve报rsit(y自(N然a科tur学al版Sc)ienceEdition)Vo1．3O．No．4NOV．．2013铋基半导体光催化材料的研究进展术赖康荣，孙毅，崔秀花。，陈惠敏(1．昌吉学院物理系，新疆昌吉831100；2．新疆大学物理科学与技术学院，新疆乌鲁木齐830046)摘要：光催化技术可以光解水制氢和降解有机和部分无机污染物等，在环境和能源领域受到越来越广泛的重视，而光催化材料则是该技术的关键．在目前已研发的各种光催化材料中，铋基半导体光催化材料具有可见光响应且有良好的光催化活性．本文综

2、述了国内外对铋基光催化材料及其应用研究新进展，并展望了铋基半导体光催化材料的发展前景．关键词：铋基半导体；带隙；可见光；光催化剂中图分类号：O644．1文献标识码：A文章编号：1000—2839(2013)04—0431．08ResearchProgressofBi—basedSemiconductorPhotocatalystLAIKang-rongh，SUNYi，CUIXiu—hua2，CHENHui—min(．DepartmentofPhysics，ChangjiUniversityChanMiXinjian9831100China；2．CollegePhysicsSc

3、ienceandTechnology，XinjiangUniversityUrumqi83004China)Abstract：Duetophotocatalytlcredoxreactioninthedegradationoforgarilepollutants，morgahiepol—lutantsandwater—splittingintohydrogen，photocatalysisiscatchingmoreandmoreattentionintheen—vironmentaldecontaminationandrenewablecleanenergyproducti

4、onfield．Thekeyistoexploreeficientphotocatalysts．Amongphotocatalyticmaterials，Bi—basedphotocatalystshavebetteractivityundervisiblelightregion．Thispaperreportsthenewdevelopmentofthevisible—lightdrivenBi—basedphot0catalystsandtheirapplication，andtheprospectivedevelopmentsinnewvisible—lightph0t

5、ocatalystshavebeenanticipated．Keywords：Bi—basedsemiconductor；bandgap；visible—light；photocatalyst0引言近年来，为了满足日益增长的人口对食物的需求，大量的农药和化肥的使用造成了水和土壤污染；随着工业化和汽车行业的发展又造成重金属污染；而化学工业的发展和化学品的使用则造成了严重的空气污染，当今中国乃至世界面临严重的环境污染问题．防止环境污染，保护环境已成为社会发展的一项迫切任务．经济的发展需要大量的能源，目前主要依靠不可再生的化石能源资源，这些能源总有耗尽的时候，开发新能源也是当今经济

6、发展的迫切任务．太阳能资源丰富、经济、清洁，大量的深人研究表明：利用光催化技术水制氢有望获得廉价氢，还可就地生产，这提供了产生高效新能源的可能．同时利用光催化技术不仅能够处理多种难降解有机污染物，具有很好的杀菌及抑制病毒活性的作用，且不会形成对人体有害的中间产物，对于从根本上解决环境污染和能源短缺等问题具有重要意义，因而光催化技术具有广阔的应用前景．1972年日本科学家Fhjishima[l等发现受辐射的二氧化钛(TiO)微粒可以分解水制氢，从此揭开了多相光催化研究的帷幕．近四十年来对光催化技术的研究受到了国际上物理、化学和材料学等领域科学家的广泛关注．TiO。是研究最深入、

7、应用较广泛的光催化材料，但是其大规模的应用仍然面临着许多问题，原因主要包括以下两方面：(1)对太阳光的利用率低．由于TiO禁带宽度较大(金红石相为3．0eV，锐钛矿收稿日期：2013—05—22基金项目：新疆维吾尔自治区高校科研计划科学研究重点项目fXJEDU2011152)；新疆维吾尔自治区教育厅教研基金资助项目(新教高[2010115号)；新疆维吾尔自治区教育厅教研基金立项资助项目(新教高[2011131号)．作者简介：赖康荣(1970一)，女，副教授，博士，研究方向：半导体电子结构及相关性质．新疆