多孔BiFeO3薄膜的合成及其外場對光催化性能的調控研究

《多孔BiFeO3薄膜的合成及其外場對光催化性能的調控研究》是依託清華大學，由林元華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多孔BiFeO3薄膜的合成及其外場對光催化性能的調控研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：林元華
• 項目類別：面上項目

項目摘要

近年來，半導體光催化技術作為一種可以將光能轉化為化學能的簡單有效的方法，在光解水制氫以及降解有機污染物方面展現出極大優勢，引起了極大的關注。而可見光回響的新型半導體光催化劑可以更多地利用太陽能，因此成為了光催化研究領域的研究熱點。最近的研究表明，BiFeO3具有較窄的禁頻寬度（~ 2.2 eV），能夠回響可見光照射，且具有良好的化學穩定性，預示了BiFeO3在環境污染控制領域具有良好的發展前景。本項目旨在製備BiFeO3多孔薄膜，期望通過調節其顯微結構（如孔徑、BFO粒徑）、及負載納米金屬顆粒，來提高其光催化活性。考慮BiFeO3的多鐵性能，研究外磁場、電場對光催化過程中光生電子和空穴對的影響，建立相應的光催化物理機制，獲得性能優異的可見光光催化BiFeO3材料。

結題摘要

半導體光催化技術作為一種可以將光能轉化為化學能的簡單有效的方法，在光解水制氫以及降解有機污染物方面展現出極大優勢，引起了極大的關注。而可見光回響的新型半導體光催化劑可以更多地利用太陽能，因此成為了光催化研究領域的研究熱點。本項目通過溶膠-凝膠、電紡絲及磁控濺射法成功製備了BiFeO3多孔薄膜，通過調節其顯微結構（如孔徑、BFO粒徑）及形成複合結構來提高其光催化活性。研究了外場及BiFeO3的電磁特性對光催化過程中光生電子和空穴對的影響，建立相應的光催化物理機制，獲得了性能優異的可見光光催化BiFeO3材料。此外，製備了一種新型的BiCuSeO全光譜催化材料，其在可見光及紅外光譜有很好的催化性能，且催化性能與空穴的有效質量及遷移率有明顯的關聯。項目完成後共發表論文20篇，包括2篇長篇綜述論文，1篇Sci. Rep、1篇J. Am. Ceram. Soc.、1篇 Appl. Phys. Lett.， 5篇J. Appl. Phys.上。申請專利3項，授權2項。在國際國內會議做分會邀請報告6次。