溶胶-凝胶法制备BiFeO3:Y3+纳米粉末及其光催化性能研究

多功能铁电材料是近年来的热门材料, 为了研究铁电材料在光催化中的应用, 通过溶胶−凝胶法在空气氛围下制备了铁酸铋(BiFeO3)和不同Y3+掺杂浓度(Bi1–xYxFeO3)的纳米粉体材料。通过X射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD), 扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)表征了样品的结构、形貌和表面化学组成等物理化学性质。并利用分光光度计和光化学反应实验测试了样品的吸收谱和在紫外灯照射下的光催化效果。研究发现, 掺杂Y3+不会改变晶格结构, 但是减小了晶粒尺寸和禁带宽度。同时, 根据O 1s 的XPS窄谱扫描的拟合分析发现, 引入Y3+可以有效提高氧空位的含量, 而氧空位可以降低空穴−电子对的复合率, 提高载流子利用率。因此, 掺杂Y3+可以提高BiFeO3的光催化效率, 使其成为一种很有潜力的光催化材料。