DOI: 10.1016/j.surfin.2022.102191

本研究通过静电纺丝以及随后的煅烧工艺合成了BiFeO3@CuBi2O4（BFO@CBO）异质结构，其热释电驱动的催化活性显著提高。在15℃至45℃的冷热循环中，BFO可分解水溶液中高达74.1%的RhB染料（5mg/L）。随着BFO纳米纤维中CBO复合材料含量从0wt%增加到10wt%，BFO@CBO异质结构的RhB分解率先增大后减小，在5wt%时达到最大值95%。热释电催化活性最佳的BFO@5%CBO复合材料的杀菌率最高，其对沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的杀菌效果分别为96.2%和96.8%。BFO@CBO增强的催化活性可归因于异质结的形成，其中电场在冷热循环条件下有效分离了热解诱导的电子空穴。总体而言，BFO@CBO热释电催化剂具有通过收集交流热能分解染料废水并杀灭细菌的潜力。

图1.纯BFO纳米纤维和BFO@CBO异质结构的XRD图谱

图2.BFO纳米纤维（a）和BFO@5%CBO异质结构（b）的SEM照片

图3.BFO纳米纤维（a）和BFO@5%CBO异质结构（b）的EDS分析

图4.BFO@5%CBO的HRTEM图像

图5.BFO（a）和BFO@5%CBO（b）的XPS全扫描光谱，以及Bi4f（c）、Fe2p（d）、O1s（e）和Cu2p（f）的XPS光谱

图6.BFO纳米纤维的RhB溶液吸光度（图示为冷热循环）

图7.BFO@2.5%CBO（a）、BFO@5%CBO（b）、BFO@7.5%CBO（c）和BFO@10%CBO（d）的RhB溶液吸光度

图8.BFO@CBO的热释电催化活性对冷热循环的依赖性。分解比（a），C/C0的负对数（b），插图显示催化反应的速率常数（K）对CBO含量的依赖性

图9.BFO@5%CBO的循环分解试验

图10.BFO@5%CBO对不同菌液的抑菌率

图11.BFO@5%CBO在不同循环时间后的荧光光谱

图12.添加清除剂对RhB热释电催化分解的影响

图13.BFO（a）和CBO（b）的Mott-Schottky曲线

图14.BFO@CBO纳米纤维的热电驱动催化机理图

图15.BFO@CBO纳米纤维在热释电催化下的抗菌机理图