DOI：10.1016/j.jcis.2019.08.017

迫切需要构建柔性无机膜光催化剂用于高效可见光驱动的水消毒，但这仍然是一个巨大的挑战。在这里，作者通过结合静电纺丝技术与简单的连续离子层吸附与反应（SILAR）以及光沉积工艺，制备了柔性且异质结构的银/碘化铋/二氧化钛（Ag / BiOI / TiO₂）纳米纤维膜。在这种三元纳米复合材料中，超薄BiOI纳米板牢固地锚固在TiO₂纳米纤维上，而Ag纳米颗粒均匀地装饰在BiOI和TiO₂的表面上。得益于大表面积，改善的可见光吸收以及多异质结诱导的有效界面电荷转移，在可见光照射下，所得的Ag / BiOI / TiO₂膜表现出优异的光催化消毒活性（1小时内7.5 log灭活大肠杆菌）。此外，根据能带结构和反应物分析，还提出了Ag / BiOI / TiO2体系的等离子体Z型反应电荷转移模式。更重要的是，可以方便地构建基于Ag / BiOI / TiO₂膜的光反应器，以对大量的污染水进行高效消毒，并且膜在使用后仍保持良好的结构完整性和机械柔韧性。这项工作可能为设计和构建用于环境应用的柔性高性能光催化膜开辟新途径。

图1.（a）柔软Ag/BiOI/TiO₂纳米纤维膜的合成工艺示意图。 （b）TiO₂，（c）BiOI / TiO₂和（d）Ag / BiOI / TiO₂膜的FE-SEM图像。 （e）TiO₂，BiOI / TiO₂和Ag / BiOI / TiO₂膜的XRD图谱和（f）N₂吸附-解吸等温线。 （g）相应膜的断裂拉伸应力和弯曲刚度。

图2.（a，b）Ag / BiOI / TiO₂的低倍TEM图像。 （c-e）（b）中所示方形部分的HRTEM图像。 （f）Ag / BiOI / TiO₂的EDS光谱。 （g）Ag / BiOI / TiO₂的STEM图像和Ti、Zr、O、Bi、I和Ag在单一纤维上的元素映射图像。

图3. TiO₂，BiOI，BiOI / TiO₂和Ag / BiOI / TiO₂对大肠杆菌的消毒效率（a）在黑暗中，（b）在可见光照射下（λ> 420 nm）。 （c）分别用不同的光催化剂在无和有可见光照射下处理过的大肠杆菌菌落的照片。 （d）在有Ag / BiOI / TiO₂膜的情况下照射1小时（左）和照射后（右）的大肠杆菌细胞的SEM图像。使用Ag / BiOI / TiO₂膜进行光催化消毒（e）之前和（f）之后的活大肠杆菌和死大肠杆菌细胞的荧光图像。 （g）基于柔性Ag / BiOI / TiO₂膜的流水消毒装置的示意图。 （h）用于水消毒的Ag / BiOI / TiO₂膜光反应器的循环测试。 （i）五个周期后的Ag / BiOI / TiO₂膜的SEM图像和光学照片。

图4.（a）紫外可见DRS光谱，（b）PL光谱，（c）光电流响应和（d）TiO₂，BiOI，BiOI / TiO₂和Ag / BiOI / TiO₂的EIS奈奎斯特图。

图5.（a）具有不同反应物清除剂的Ag / BiOI / TiO₂对大肠杆菌的可见光驱动消毒效率。在可见光照射下，BiOI / TiO₂和Ag / BiOI / TiO₂光催化生成（b）·O₂-，（c）·OH，（d）H₂O₂。BiOI / TiO₂和Ag / BiOI / TiO₂的（e）DMPO-·O₂-和（f）DMPO-·OH的ESR光谱。

图6.示意图显示了柔软Ag / BiOI / TiO₂纳米纤维膜的光催化抗菌过程。