哈工大袁远ACS Catalysis：CQD修饰BiOBr/Bi2WO6光催化微电机用于环境修复及DFT计算

高效的光催化剂是降解水中抗生素污染物的关键，对环境修复至关重要。基于此，哈尔滨工业大学袁远教授（通讯作者）等人报道了通过温和的水热方法制备了一种高效的碳量子点（CQD）改性BiOBr/Bi₂WO₆杂化材料。

同时，开发了一种基于光催化剂的可见光驱动微电机。它对水中常见污染物如磺胺、喹诺酮和四环素抗生素表现出显著的光催化活性，其中10CQD/BiOBr/Bi₂WO₆-4（10CBBr-4）的光催化活性最高，分别是BiOBr和Bi₂WO₆的2.8倍和5倍。

根据能带结构，推测CQD/BWO/BiOBr的电荷转移机制如下：在模拟光照下，生成e^–-h⁺对。若BiOBr和BWO之间形成II型异质结，则BiOBr导带（CB）的e^–将流向BWO的CB，h⁺将从BWO的VB迁移到BiOBr的VB。

作者提出了一种新的电荷转移模式：若形成Z-型异质结，BWO的CB中的e^–将与BiOBr的VB中较近的h⁺结合。光生载流子被有效分离，e^–和h⁺的重组被抑制，有利于NOR的去除。

为研究BiOBr和BWO之间的载流子转移机制和界面相互作用，作者利用DFT计算研究了BiOBr的能带结构和功函数。BWO具有典型的钙钛矿结构，由[Bi₂O₂]²⁺和共享角[WO₄]^2-交替层组成。BiOBr具有与BWO相同的[Bi₂O₂]²⁺，有利于构建Z-型异质结。

层状结构的中间层提供了更多的活性反应位点，并作为电子受体，促进了光催化反应。BWO和BiOBr的功函数分别为6.83和4.98 eV，而功函数的差值代表了BiOBr和BWO之间的电荷转移，电子将从功函数高的一侧流向功函数低的一侧，直到达到费米能级的平衡。

Carbon Quantum Dot-Decorated BiOBr/Bi₂WO₆ Photocatalytic Micromotor for Environmental Remediation and DFT Calculation. ACS Catal., 2022, DOI: 10.1021/acscatal.2c04149.

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c04149.