相互接触電荷移動によって光触媒活性が向上したBi2O3/In2O3 p-nヘテロ接合の製造

光生成した電荷の分離を促進することは、汚染物質の光触媒分解において重要なプロセスです。本研究では、Bi2O3/In2O3複合材料を共沈殿法を用いて調製し、その後400℃で1時間焼成しました。モット-ショットキー曲線により、p(Bi2O3)-n(In2O3)ヘテロ接合が生成されたことが確認されました。Bi2O3とIn2O3のフェルミレベルの大きな違いにより、界面に内部電場が形成され、電場線はIn2O3からBi2O3へ向かいました。照明下では、励起された電子がIn2O3の導体帯 (CB) に蓄積され、一方、正孔はBi2O3の価電子帯 (VB) に集まり、電荷分離を促進し量子効率を向上させました。この複合材料は、BiとInの原子比が1:1のときに最高の光触媒活性を示し、BI-1の一次反応速度定数は0.0149 min−1に増加し、これは純粋なIn2O3および純粋なBi2O3のそれぞれの4.3倍および4.4倍に相当します。リサイクリング実験は、光触媒複合材料が良好な再利用性と構造的安定性を持つことを示しました。