DOI: 10.1016/j.cej.2021.128748
利用非貴金屬或缺陷量身定制半導體材料被證明是一種極具吸引力和前景的環境修復方法。在這項工作中，首次通過靜電紡絲技術和隨后的化學還原方法合成了Bi金屬和氧空位（OVs）共修飾Bi12TiO20納米纖維（Bi/BTO）光催化劑。在可見光照射下，Bi/BTO復合光催化劑的光催化NO去除活性明顯高于原始BTO。光催化性能的提高歸因于OVs的綜合作用和Bi粒子的表面等離子體共振（SPR）效應。通過X射線光電子能譜和電子順磁共振光譜證實了OVs的存在。密度泛函理論（DFT）計算表明，BTO中的OVs誘導了缺陷能級的形成，有利于提高光吸收。此外，Bi可以充當一個電子穴，從而促進光致電子-空穴對的分離。捕獲實驗和電子自旋共振光譜表明，主要的活性物質為·O2-和h+。此外，通過原位紅外光譜（原位FTIR）對Bi/BTO含量超過3％的反應過程進行了監測，并結合實驗和理論結果提出了Bi/BTO去除NO的合理光催化機理。
圖1.純BTO和X％Bi/BTO（X=1、3、5和7）的XRD圖譜（a），FT-IR光譜（b）和拉曼光譜（c）。
圖2.3％Bi/BTO的XPS全掃描光譜（a）以及Bi4f（b），Ti3d（c）和O1s（d）的高分辨率XPS光譜。
圖3.BTO前體（a），BTO（b）和3％Bi/BTO（c）的SEM圖像；（HR）3％Bi/BTO的TEM圖像（d-g）。
圖4.（a）純BTO和X％Bi/BTO（X=1、3、5和7）的紫外可見吸收光譜，（b）純BTO和3％Bi/BTO的EPR光譜，（c）具有OVs的BTO（321）平面的晶體結構（紅色圓圈表示OVs），（d）塊體BTO和具有OVs的BTO（321）的態密度。
圖5.（a，b）所制備樣品的光催化性能和NO去除率，（c）3％Bi/BTO樣品的循環穩定性，（d）4個循環前后3％Bi/BTO的XRD圖。
圖6.（a，b）3％Bi/BTO復合材料的活性物種捕獲實驗。可見光照射下，BTO和3％Bi/BTO在水分散液中的DMPO-·OH（c）和在甲醇分散液中的DMPO-·O2-（d）的ESR光譜。
圖7.BTO和3％Bi/BTO復合材料的（a）PL光譜，（b）瞬態光電流響應，（c）EIS光譜和（d）SPV光譜。
圖8.Bi/BTO-321（a）優化的晶體結構，（b）電荷密度差，（c）電子定位功能和（d）靜電勢。
圖9（a）在黑暗和可見光照射下3％Bi-BTO光催化去除NO的原位FTIR光譜，（b）純BTO的VB-XPS光譜和（c）Bi/BTO凈化NO的光催化機理。
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