Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Zhang Dun vom Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IOCAS) hat durch sukzessive Ionenschichtadsorption einen neuartigen In-situ-Wachstumsfilm aus Wismutoxyiodid (BiOI) auf einem 3D-gedruckten Polymersubstrat entwickelt Reaktion (SILAR) zur Wasserreinigung. Die Studie wurde veröffentlicht in Trenn- und Reinigungstechnologie am 4. Mai.
Die Forscher fanden heraus, dass das Substrat vollständig mit einem floriformen Mikrostrukturfilm bedeckt war. Sie führten eine OH-/I-Substitutionsstrategie ein, um einen BiOI-Film mit Joddefekten herzustellen. Die Oberflächenfarbe der 3D-gedruckten Substrate änderte sich normalerweise von glänzendem Weiß zu bräunlichem Gelb, Dunkelgelb und Hellgelb, was auf die Änderung der Bandlücke zurückzuführen war, die durch den technischen Film mit Joddefekten verursacht wurde.
Während des Wachstumsprozesses von Filmen wurden Jodräume in die BiOI-Kristalle eingeführt, wodurch das interne elektrische Feld und die Elektronendichte von BiOI erhöht und die photoinduzierte Ladungsträgertrennung und Übertragungseffizienz verbessert wurden. Joddefekt-technisches BiOI zeigte eine kleinere Korngröße, eine höhere spezifische Oberfläche, Elektronegativität, photoelektrische Reaktion und photokatalytische Aktivität als stöchiometrisches BiOI.
Die Forscher schlugen vor, dass Bi3+ zunächst an Polymeren adsorbiert wird, um die aktiven Wachstumsstellen des Films aufzubauen. Mit der Zeit fügten sich die Filme nach und nach zu einem blütenblattähnlichen BiOI-Film zusammen. Ein hoher I-Anteil und eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit förderten das In-situ-Wachstum des BiOI-Films entlang der Kristallebene.
„Der Film zeigt eine gute photokatalytische Aktivität und zyklische Stabilität gegenüber photoabbauenden organischen Verbindungen und sterilisierenden Mikroorganismen“, sagte Xu Xuelei, Erstautor der Studie.
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Xuelei Trenn- und Reinigungstechnologie (2023). DOI: 10.1016/j.seppur.2023.123974