化石燃料的迅速消耗导致环境污染与能源危机日益加剧.太阳能高效利用与转换是解决该难题的有效途径之一.在众多光催化剂中,TiO_2因其高催化活性、高稳定性、低毒性以及低成本等优势而普遍受到关注,但TiO_2存在着带隙过宽而无法利用可见光的缺陷,严重制约了其在光催化方向的实际应用.核壳型复合纳米材料具有较大的比表面积、较高的光吸收能力以及所吸附的污染物分子易于从吸附面扩散到光致降解面等特点,而表现出较强的有机污染物吸附性能以及良好的光催化活性.以磁体材料为核将TiO_2包覆于磁体表面,可以制备具有磁分离特性的磁载光催化剂.而铁酸铋作为一种在室温下同时具有铁电性和铁磁性的钙钛矿型材料,由于其较窄的带宽(2.1 e V)在可见光催化氧化方面也受到了极大的关注.本文首先通过柠檬酸自燃烧法制备了可磁性分离的BiFeO_3粉体,再以水解沉淀法将TiO_2包裹在BiFeO_3前驱体上形成了不同质量比(1:1,1:2,2:1)的核壳结构的BiFeO_3@TiO_2复合粉体,并以甲基紫为例,对其在紫外光和可见光照射下的光催化性能分别展开了研究.结果表明,BiFeO_3@TiO_2复合粉体的光催化性能较单独的BiFeO_3或TiO_2均有所提升.其中质量比为1:1的BiFeO_3@TiO_2复合粉体(TiO_2壳层厚度为50–100 nm)展现出最强的光催化氧化活性,且在可见光下有更高的光催化效率.经表征分析,该复合粉体光催化性能高的原因可能归结于BiFeO_3与TiO_2两者之间形成了p-n异质结界面,有效地提高了电荷载流子的传输分离效率,同时BiFeO_3较窄的禁带宽度拓展了纳米TiO_2的光谱吸收范围,增强其光吸收能力.光电化学Mott-Schottky测试结果进一步证实:BiFeO_3粉体在与TiO_2复合之后,其电荷载流子传输与供体密度均有显著提升.自由基猝灭实验表明,在甲基紫光催化降解中起主要作用的为羟基自由基与光生电子,并�
