DOI:10.1016/j.jcis.2020.03.096

设计和构建一维（1D）分立异质结是提高半导体材料电荷分离效率和光催化活性的理想策略。本文采用溶剂热法在电纺BiFeO3纳米纤维（NFs）上生长Bi2WO6纳米片（NSs），得到了一种新型异质结纳米纤维（DH-NFs）结构。BiFeO3/Bi2WO6 DH-NFs的电荷分离效率约为BiFeO3 NFs和Bi2WO6 NSs的2倍。如预期的那样，BiFeO3/Bi2WO6 DH-NFs对氧气析出和RhB的降解表现出增强的光催化活性。BiFeO3/Bi2WO6 DH-NFs的氧气析出和RhB降解反应速率分别比BiFeO3 NFs高18.3倍和36.7倍，比Bi2WO6 NSs高31.9倍和8.7倍。BiFeO3/Bi2WO6 DH-NFs的电荷分离效率和光催化活性的提高可以归结为以下三点。一维异质结可以实现光生电荷的分离和轴向输运。这种离散结构有利于氧化还原反应位点和光生电荷的空间分离。BiFeO3/Bi2WO6 DH-NFs的高比表面积为光催化反应提供了更多的活性位点。此外，由于BiFeO3的铁磁行为所产生的磁性分离特性，BiFeO3/Bi2WO6 DH-NFs具有良好的循环利用性能。

图1.BiFeO3、BiFeO3/Bi2WO6-1、BiFeO3/Bi2WO6-2、BiFeO3/Bi2WO6-3 NFs和Bi2WO6 NSs的XRD图谱。

图2.（a）BiFeO3、（b）BiFeO3/Bi2WO6-1、（c）BiFeO3/Bi2WO6-2和（d）BiFeO3/Bi2WO6-3 NFs的SEM图像。

图3.（a）BiFeO3/Bi2WO6-2 DH-NFs的TEM、（b）HRTEM和（c-f）元素映射。

图4.BiFeO3、BiFeO3/Bi2WO6-2 NFs和Bi2WO6 NSs的XPS光谱：（a）Bi 4f、（b）O 1s、（c）Fe 2p和（d）W 4f核心能级。

图5.（a）样品的紫外-可见漫反射光谱。（b）BiFeO3 NFs的（αhv）2 vs（hv）的图和Bi2WO6 NSs的（αhv）1/2 vs（hv）的图（插图）。（c）BiFeO3 NFs和（d）Bi2WO6 NSs的XPS VB光谱。（e）BiFeO3和（f）Bi2WO6的Mott-Schottky曲线和晶体结构（插图）。

图6.（a）BiFeO3、BiFeO3/Bi2WO6-2 NFs和Bi2WO6 NSs在添加和不添加捕获试剂（AO）时的光电流响应。（b）BiFeO3、BiFeO3/Bi2WO6-2 NFs和Bi2WO6 NSs的电荷分离率。（c）BiFeO3/Bi2WO6-1、BiFeO3/Bi2WO6-2和BiFeO3/Bi2WO6-3 NFs的光电流响应。（d）BiFeO3、BiFeO3/Bi2WO6-1、BiFeO3/Bi2WO6-2、BiFeO3/Bi2WO6-3 NFs和Bi2WO6 NSs的稳态PL光谱。

图7.在模拟阳光下，BiFeO3、BiFeO3/Bi2WO6-1、BiFeO3/Bi2WO6-2、BiFeO3/Bi2WO6-3 NFs、Bi2WO6 NSs及其物理混合物的光催化氧析出量（a）和速率（b）。在（c）BiFeO3、（d）BiFeO3/Bi2WO6-2 NFs和（e）Bi2WO6 NSs上发生析氧反应后，检测溶液中的H2O2。

图8.（a）制备样品在黑暗中RhB的降解曲线。（b）在可见光下RhB的光催化降解曲线和（c）在制备样品上的一阶动力学线性模拟曲线。（d）添加AO、TBA、Cr（VI）或BQ后，RhB在BiFeO3/Bi2WO6-2上的光催化降解曲线。

图9.（a）BiFeO3和BiFeO3/Bi2WO6-2 NFs的磁滞回线。（b）在光降解5h后，BiFeO3/Bi2WO6-2 NFs的分离展示。（c）模拟阳光下BiFeO3/Bi2WO6-2 NFs的光催化析氧循环试验。（d）在可见光下，BiFeO3/Bi2WO6-2 NFs上RhB的降解循环测试。