Page 27 - 《精细化工》2021年第1期

第 38 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.38, No.1
202 1 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2021

综论
铁酸铋光催化剂改性的研究进展

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黄仕元 ，王振宇 ，李 胜 ，刘鹏飞 ，林森焕 ，李赢杰
（1. 南华大学 土木工程学院，湖南 衡阳 421001；2. 南华大学 建筑学院，湖南 衡阳 421001）
摘要：铁酸铋是一种钙钛矿型半导体光催化剂，因具有合适的光学带隙、良好的化学稳定性及可见光吸收性等
特点而备受青睐。然而，铁酸铋的光生电子-空穴对复合率高，载流子效率较低，导致其光催化活性较弱，限制
了其实际应用。在概述铁酸铋结构和光催化机理的基础上，该文着重综述了贵金属沉积、半导体复合、金属离
子掺杂等铁酸铋改性方法的作用机理与研究进展，探讨了铁酸铋光催化剂未来的发展方向。
关键词：铁酸铋；改性；光催化；降解
中图分类号：X703；O482.54；O643.36 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 01-0017-06

Research progress in modification of bismuth ferrite photocatalyst

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HUANG Shiyuan , WANG Zhenyu , LI Sheng , LIU Pengfei , LIN Senhuan , LI Yingjie
（1. School of Civil Engineering, University of South China, Hengyang 421001, Hunan, China; 2. School of Architecture,
University of South China, Hengyang 421001, Hunan, China）
Abstract: Bismuth ferrite is a perovskite-type semiconductor photocatalyst, and has been attracted wide
interests due to its proper optical band gap, good chemical stability and visible light absorption. However,
the high photogenerated electron-hole pair recombination rate and low carrier efficiency of bismuth ferrite
leads to its weak photocatalytic activity and limits its practical application. The structure and photocatalytic
mechanism of bismuth ferrite is summarized. The mechanism and research progress of bismuth ferrite
modification methods such as precious metal deposition, semiconductor compounding, and metal ion
doping are emphatically reviewed. The future development research direction of bismuth ferrite photocatalyst is
discussed.
Key words: bismuth ferrite; modification; photocatalysis; degradation

随着工农业的快速发展，环境污染问题也愈发 传感器、电子元器件等方面得到广泛的应用。此外，
严重，开发高效环保的污染物处理技术成为必然发 研究发现，BiFeO 3 是一种新型铋基半导体光催化材
展趋势。高级氧化技术（AOPs）以其降解能力强、 料，相比传统的光催化剂 TiO 2 ，其具有较小的带隙，
[1]
反应速率快、二次污染小等特点 而受到研究人员 良好的可见光响应特性，易于回收利用等优势。但
[2]
的关注。AOPs 主要包含臭氧（O 3 ）氧化法 、光催 BiFeO 3 也存在量子效率较低，光生电子-空穴对易复
[4]
[3]
化氧化法 、芬顿（Fenton）氧化法 、电化学氧化 合等缺陷。为有效改善 BiFeO 3 光致载流子的分离速
[5]
法 等。其中，光催化氧化法反应条件温和，光催 率，进一步拓宽 BiFeO 3 可见光吸收范围，增强光催
化剂受光激发产生的活性自由基能无选择性地氧化 化活性，提高实际应用能力，研究人员对其展开了
[8]
水中有机污染物，因此具有良好的应用前景。 改性研究。目前，主要的改性方法有贵金属沉积 、
[9]
铁酸铋（BiFeO 3 ）是一种在室温下能同时表现 半导体复合 、金属离子掺杂 [10] 等。本文简要介绍
出铁电性〔铁电居里温度（T c ）=1103 K〕与反铁磁 了 BiFeO 3 的结构特点及光催化机理，详细阐述了
性〔G 型反铁磁奈尔温度（T N ）=647 K〕的单相多 BiFeO 3 的改性方法对其光催化活性的调控与增强机
铁性材料 [6-7] ，优异的铁序特性使其在新型存储器、 制，讨论了 BiFeO 3 未来的发展方向。

收稿日期：2020-05-31; 定用日期：2020-08-28; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200451
基金项目：湖南省教育厅重点科研课题（16A183）
作者简介：黄仕元（1967—），男，副教授，E-mail：550903597@qq.com。