Bi2WO6光催化剂改性研究进展

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2025-0132

摘要/Abstract

摘要：

随着人类工业活动的不断加剧，化工、制药、印染、电镀等多个行业排放的废水已成为环境治理领域中亟待破解的重大课题，光催化技术是去除水中有机污染物的有效方法。Bi₂WO₆是具有可见光响应能力的光催化剂（带隙为2.7 eV），是由［Bi₂O₂］²⁺和［WO₄］^2-八面体层交替构成的二维奥里维里斯（Aurivillius）结构氧化物半导体，化学性质稳定，可在太阳光驱动条件下实现对有机污染物的降解。但其吸附和活化氧的能力有限、光生载流子复合率高、可见光响应范围窄（λ≤460 nm）等问题在一定程度上制约着其光催化综合性能的提升。围绕以上不足开展包括形貌调控、缺陷工程、元素掺杂、异质结构筑、金属粒子沉积在内的诸多改性研究。概述几种针对Bi₂WO₆材料改性的方法与机理，总结相关研究进展，针对不足展望未来可能的研究方向，为Bi系光催化剂材料的设计与改性研究提供借鉴。

关键词: Bi₂WO₆, 改性, 机制, 光催化应用

Abstract:

With the intensification of human industrial activities，wastewater discharge from multiple sectors，including chemical manufacturing，pharmaceuticals，textile dyeing，and electroplating，has become a critical challenge requiring urgent resolution in environmental governance.Photocatalytic technology offers an effective approach for removing organic pollutants from water bodies.Bi₂WO₆ is a photocatalyst responsive to visible light（bandgap 2.7 eV），featuring a two-dimensional olivine-type oxide semiconductor structure composed of alternating［Bi₂O₂］²⁺ and ［WO₄］^2- octahedral layers.This material exhibits chemical stability and can degrade organic pollutants under sunlight-driven conditions.However，its overall photocatalytic performance is constrained by limitations such as restricted adsorption capacity and reactive oxygen species generation，high recombination rates of photo-generated carriers，and a narrow visible light response range（λ≤460 nm）.Numerous researchers have addressed these limitations through various modification strategies，including morphological control，defect engineering，elemental doping，heterostructure construction，and metal particle deposition.The several modification methods and mechanisms for Bi₂WO₆ materials were summarized，relevant research progress were systematically organized，and future research directions were proposed to overcome existing limitations.It was aimed to provide theoretical guidance for the design and modification of bismuth-based photocatalytic materials.

Key words: Bi₂WO₆, modification, mechanism, photocatalytic application

中图分类号:

TQ135.32

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分类标准	名称	组分半导体的特点	异质结的特点
组分半导体的能带结构	Ⅰ型异质结（跨间隙型）	B₁CB高于B₂CB，B₁VB低于B₂VB	光照时系统内的电子和空穴均聚集到半导体B₂上，能级上可实现电子的分级跃迁，减小材料E_g，但无法促进光生载流子的分离
	Ⅱ型异质结（间隙交错型）	B₁CB、B₁VB均高于B₂CB、B₂VB	光照后，光生电子从半导体B₁的CB 能级迁移到半导体B₂的CB能级上，而光生空穴则从半导体B₂的VB能级迁移到半导体B₁的VB能级上，有利于光生载流子的分离
	Ⅲ型异质结（间隙断裂型）	B₁VB高于B₂CB	组分半导体间的带隙互不重叠，光生载流子不在组分半导体间发生迁移
光生载流子的流动机理	载流子单向流动异质结	B₂无法被光激发，载流子单向流动	仅在B₂的CB上聚集e^-
光生载流子的流动机理	载流子双向流动异质结	B₁、B₂均能被光激发，载流子双向流动	B₁VB上聚集h⁺，B₂CB上聚集e^-
有无载流子复合介质层	有载流子复合介质层的S型异质结	B₁、B₂均能被光激发，载流子双向流动	较弱氧化能力的h⁺和较弱还原能力的e^-在电子介质层复合
有无载流子复合介质层	无载流子复合介质层的Z型异质结	B₁、B₂均能被光激发，载流子双向流动	较弱氧化能力的h⁺和较弱还原能力的e^-直接复合

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Bi₂WO₆光催化剂改性研究进展

Research progress on Bi₂WO₆-based photocatalyst modification

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