牛学恒，白 晶，李金花，周保学

(上海交通大学 环境科学与工程学院，上海 200240)

随着化石燃料的日益枯竭，可再生能源的研究得到了越来越多的关注．利用半导体金属氧化物在光照下分解水产氢，已经成为一个备受瞩目的研究领域．相比于其他金属氧化物，二氧化钛(TiO2)具有制备简单、价格低廉、稳定性较佳、电子传递效率高等特点而成为研究热点[1-4]．然而，TiO2较宽的带隙(锐钛矿3.2eV)限制了对可见光的利用效率[5-6]．近年来，钒酸铋(BiVO4)因其稳定、可响应可见光和水氧化活性高而被认为是一种有前景的催化剂从而引起了人们的高度重视．BiVO4是一种n型半导体，自然界铋(Bi)和钒(V)储量丰富、成本低，其价带电位EVBNHE位于2.4eV附近，使得其光生空穴具有强氧化性，能够氧化分解水．但是，BiVO4半导体材料激发态电子寿命较短，容易快速弛豫到导带底部发生复合，表面吸附能力弱，导致其光电子迁移速率慢，使得纯BiVO4在实际光催化中效率较低[7-10]．

目前已有研究表明将TiO2与BiVO4复合形成半导体异质结将有助于增强BiVO4光生载流子的传输，进而提升光催化分解水的效率[9-14]．Xie等[14]研究发现TiO2与BiVO4复合形成TiO2/BiVO4异质结，激发态电子在BiVO4与TiO2间的转移提高载流子的寿命，加快了光生电荷的分离．然而由于BiVO4自身表面吸附能力弱等影响因素仍然存在，限制了异质结的光电子迁移速率进一步提高．研究表明，钼(Mo)掺杂BiVO4，Mo原子能够替代V原子位置，起到改善BiVO4光生电子空穴对分离的作用[7,15-17]．密度泛函研究表明，Mo掺杂BiVO4可以增加载流子……