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Nano Letters：構建分層樹枝狀Co3O4-SnO2異質結構用于高效PEC水凈化

光催化和電催化相結合的光電化學(PEC)可以促進半導體上光生載流子的分離和自由基的產生，因而被認為是去除有機污染物的有效方法。然而，構建一個活性高、環境友善和成本效益高的納米異質結構光陽極(作為PEC工藝的核心組成部分)來處理難降解有機物是至關重要和具有挑戰性的。

基于此，大連工業大學馬紅超、王國文和成均館大學劉性輝等利用Co₃O₄-Sn₃O₄核/殼結構作為前體，通過連續的水熱過程制備了均勻分層的支化Co₃O₄-Sn₃O₄結構(Ti/Co₃O₄-Sn₃O₄)，并將其用作水污染修復的PEC光陽極。

實驗結果表明，在活性艷藍KN-R水溶液中，最優的Ti/Co₃O₄-Sn₃O₄-168 h催化劑的PEC降解率高達93.3%；其在雙酚A(BPA)溶液中2個小時內的總有機碳(TOC)去除率達到42.9%，顯示出優異的降解性能。同時，Ti/Co₃O₄-Sn₃O₄-168 h經過5個降解循環后對KN-R的降解率仍保持初始的80.3%；并且其在低染料濃度下(20 mg L^?1)的PEC降解率為99.43%，且經過5個循環后幾乎沒有出現PEC降解率下降的現象，表明Ti/Co₃O₄-Sn₃O₄-168 h催化劑具有優異的穩定性。

機理實驗結果顯示，Co₃O₄和SnO₂之間的能帶交錯，符合II型異質結機制。在光照下，光生電子從Co₃O₄的CB中轉移到SnO₂的CB上，而SnO₂的VB中的光生空穴能夠有效轉移到Co₃O₄的VB中，這有效地阻止了光生載流子的復合，改善了優勢活性物種?O^2?、¹O₂和h⁺的產生，從而提高了PEC效率。

綜上，這項工作證明了Ti/Co₃O₄-Sn₃O₄-168 h是一種有前途的PEC催化劑，并提供了一個簡單的策略來獲得具有靶向功能的二元集成納米雜化物。

Unveiling Hierarchical Dendritic Co₃O₄–SnO₂ Heterostructure for Efficient Water Purification. Nano Letters, 2023. DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c05010

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