DOI: 10.11817/j.ysxb.1004.0609.2020-35805

CuO/BiFeO₃异质结光催化还原溶液中U(Ⅵ)的性能

李小燕¹，陈  超²，刘义保¹，刘  宸¹，李  寻¹，官芬芬¹，肖  慧¹

(1. 东华理工大学 核资源与环境国家重点实验室，南昌 330013；

2. 中国辐射防护研究院，太原 030006)

摘  要：通过湿浸渍法制备了CuO/BiFeO₃可见光响应异质结光催化剂，通过SEM、XRD、XPS、UV-Vis等分析手段对材料进行表征，并在室温下以氙灯为光源，探讨CuO/BiFeO₃异质结复合催化剂光催化还原溶液中U(Ⅵ)的性能，并对光催化还原机理进行了初步分析。结果表明，CuO颗粒呈球状，表面光滑，为单斜晶型。BiFeO₃由不规则的颗粒团聚成层状，为钙钛矿结构。与纯CuO和BiFeO₃相比，含10% CuO的CuO/BiFeO₃对U(Ⅵ)的光催化还原效果最好，其去除效率远高于纯CuO和BiFeO₃的；在可见光照射下催化反应100min时，U(Ⅵ)的去除率达96%以上。该催化剂光催化活性的提升主要是由于在CuO和BiFeO₃界面上形成的p-n异质结结构有效地抑制了光生电子与空穴的复合，增强了界面电荷传输效率，使光催化效率得到了提高。光催化剂循环使用４次后，U(Ⅵ)的去除率仍在80%左右，说明其稳定性比较好。

关键词：氧化铜；铁酸铋；异质结；光催化；还原；铀

文章编号：1004-0609(2020)-06-1389-10　　     中图分类号：X703.5　　     文献标志码：A

铀是一种重要的核工业原料，随着核工业的快速发展，对核燃料铀的需求日益增大。在天然铀矿的开采及冶炼处理过程中，均会产生大量含铀废水；铀不仅具有放射性，还有很强的化学毒性，如果含铀废水不经过处理而直排入水体，将对人体健康和生态环境构成严重危害，高效处理含铀废水并回收铀成为亟待解决的核环境问题^[1-3]。目前，国内外针对铀的分离富集方法主要有萃取法、液膜法、离子交换法、吸附法等^[4-6]，都取得了较好的效果。近年来，光催化技术被证明是一种去除有害有机污染物和重金属的绿色高效技术。半导体材料受光照射后会产生电子-空穴对，电子具有很强的还原能力，空穴具有很强的氧化能力；当污染物质(如有机物或金属离子)吸附到半导体表面时，就会分别得到电子或空穴，发生相应的还原或氧化反应，从而达到消除污染物的目的^[7-8]。目前所使用的半导体光催化剂中，TiO₂因具有化学稳定性、热稳定性、耐腐蚀和吸附性能等优点而得到了大量的研究^[9-11]。对于U(Ⅵ)的光催化还原，现已有大量的文献报道^[12-17]。如郭亚丹等^[18]采用低温制备锐钛矿型TiO₂光催化剂，通过光催化还原U(Ⅵ)研究了锐钛矿型TiO₂的光催化还原活性，结果表明，锐钛矿型TiO₂对U(Ⅵ)的光催化还原活性可达到99%。然而，目前所使用的TiO₂光催化剂的光谱响应范围比较窄(~3.0 eV)，一定程度上影响了光催化剂的应用。尽管研究者们通过各种方法对TiO₂进行了不同程度的改性，使吸收带红移至可见光区域，增强可见光吸收性能^[19-23]，但是量子效率依然比较低，且在改性过程中光催化稳定性及光生电子-空穴复合率高的问题仍然没有得到有效解决。近几年，铋系光催化剂引起了研究者的广泛关注，因为铋系化合物的价带(VB)都是由Bi 6s和O 2p轨道杂化形成，两种轨道的强相互作用使得对称性降低，从而产生相应的偶极子。这些偶极子的产生使得铋系光催化剂的禁带宽度较窄，能在可见光的驱动下迅速产生光生电子和空穴并分离，因而提高了光催化剂的催化性能^[24-25]。BiFeO₃(简称 BFO)作为一种新型的窄带隙半导体(2.1~2.7 eV)，在室温下它既有铁电性又有铁磁性，是唯一具有光催化活性和磁性分离性能的光催化剂，成为目前可见光催化领域的一个研究热点。但纯相的BiFeO₃在应用过程中仍存在一定的问题，如光生电子-空穴分离效率不高、较慢的反应速率以及严重的光腐蚀现象等。研究发现，BiFeO₃不仅可以与有着窄带隙、在可见光下可响应的半导体复合，还可以和宽带隙、在紫外光下响应的半导体复合，且复合后的半导体材料的光催化性能比单纯半导体的光催化性能显著提高，其原因主要归结于异质结促进了光生电子与空穴的分离^[26-28]。CuO是一种典型的p型窄禁带半导体(E_g≈1.4 eV)，具有许多优良的光学、电子和气体传感性能，被广泛应用于光催化、太阳能电池等领域。但由于CuO半导体在光照时产生的光生电子和空穴复合率较高，导致其光催化效率较低，因此，CuO作为辅助催化剂被广泛应用于提高许多其他催化剂的催化性能^[29-30]。本文用溶胶-凝胶法制备BiFeO₃材料，并且通过湿浸渍法将不同质量比的CuO负载到BiFeO₃材料表面上合成可见光响应型的p-n异质结CuO/BiFeO₃复合光催化剂，并探讨了其光催化性能及稳定性。

1  实验

1.1  材料

实验材料如下：九水硝酸铋，五水硝酸铁，三水硝酸铜，硝酸，盐酸，八氧化三铀，氯乙酸，乙酸钠，偶氮胂III，2, 4-二硝基酚，甲醇，聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇(PEG)等；上述试剂均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司。实验用水均为二次蒸馏水。

1.2  分析测试仪器

实验仪器如下：光催化反应仪，GHX，上海嘉鹏；紫外-可见漫反射吸收光谱(简称UV-vis)，752B，天津普瑞斯；X射线衍射仪，D8 advance，德国布鲁克；X射线光电子能谱仪，Axis Ultra DLD，日本岛津；扫描电子显微镜，捷克；万分之一电子天平，JA-1003型，上海海康。

1.3  光催化剂制备

1.3.1  BiFeO₃催化剂的制备

采用溶胶凝胶法制备：分别称取一定量的Bi(NO₃)₃·5H₂O和Fe(NO₃)₃ ·9H₂O放入两个烧杯中，依次加入30 mL去离子水充分溶解，再加入少量稀HNO₃，分别得到了溶液1与溶液2。取一定量的聚乙烯醇(PVA)于150 mL烧杯中然后加入80 mL去离子水，在85 ℃的水浴加热下充分搅拌溶解后自然冷却至室温。然后将溶液1与溶液2依次缓缓地加入PVA溶液中充分搅拌使其混合均匀，直至有白色胶状物质析出。将胶体放入烘箱中于80 ℃中烘干48 h后形成干溶胶，得到棕黄色蓬松物，最后将该样品置于马弗炉中500 ℃下灼烧120 min，得到深棕色粉末状的BiFeO₃催化剂材料。

1.3.2  CuO催化剂的制备

称取一定量硝酸铜Cu(NO₃)₃·3H₂O置于一定量的去离子水中，搅拌至完全溶解后得到黄色硝酸铜溶液，然后加入少量聚乙二醇(PEG)，在80 ℃水浴中加热溶解，边搅拌边加入浓度为0.5 mol/L的NaOH后迅速生成大量绿色沉淀。当沉淀完全转变为黑色时，将溶液放入超声振荡器中超声30 min后得到黑色沉淀。将沉淀物用去离子水洗涤至中性，再用无水乙醇洗涤2~3遍，在80 ℃下干燥4 h，最后于马弗炉中400 ℃下煅烧5 h，得到黑色细粒状CuO催化剂。

1.3.3  CuO/BiFeO₃异质结材料的制备

采用湿浸渍法制备CuO/BiFeO₃异质结催化剂。取一定量研磨精细的BiFeO₃与不同质量的Cu(NO₃)₃·3H₂O混合置于坩埚，在超声波振荡器中超声1 h，然后放置于80 ℃的水浴锅中搅拌蒸干，最后置于马弗炉中于300 ℃煅烧4 h，得到不同CuO质量分数(5%，10%，15%，20%)的CuO/BiFeO₃异质结催化剂。

1.4  光催化材料的表征分析

催化剂的晶相结构由X射线衍射仪(XRD)测定；催化剂表面离子价态用X射线光电子能谱仪(XPS)测定；催化剂的表面形态和物质组成用扫描电镜(SEM)和配套的能谱仪(EDS)测定；光催化剂的光吸收性能采用紫外-可见漫反射吸收光谱(简称UV-vis)测定。

1.5  光催化性能实验

采用GHX型光催化反应装置进行光催化还原U(Ⅵ)实验，以可调的500 W氙灯作为光源，用冷却循环泵对光源进行充分冷却，实验过程中控制反应温度在25 ℃左右。具体步骤为：将一定量的光催化剂加入到25 mL浓度为5 mg/L的U(Ⅵ)溶液中混合均匀，再加入一定量的无水甲醇作为空穴捕获剂；用1 mol/L的盐酸或氢氧化钠溶液调节溶液pH值，避光反应50 min，使U(Ⅵ)达到吸附-脱附平衡，然后开启光源，每隔20 min取一次样。用偶氮胂III分光光度法于650 nm处测量并计算溶液中U(Ⅵ)的浓度C，由L-H方程进行反应动力学分析：

                               (1)

式中：式中和分别为初始和光照至t时刻时溶液中的U(Ⅵ)浓度，mg/L；k为光催化还原U(Ⅵ)速率常数；t为反应时间，min。

2  结果与讨论

2.1  样品表征结果分析

2.1.1  扫描电镜结果分析

CuO负载量为10%时CuO/BiFeO₃异质结材料及单质CuO与BiFeO₃催化剂的SEM像和EDS谱如图1所示。

由图1(a)可以看出，纯相的CuO颗粒呈球状，表面光滑，具有良好的分散性以及较小的粒径，粒径约为80 nm左右。从图1(b)可以看出，EDS谱中有Cu峰和O峰的出现，表明该材料为CuO，其中Si峰来源于负载样品的硅片。从图1(c)可以看出，纯BiFeO₃由不规则的颗粒团聚成层状，少量以不规则球状分散分布，且表面较为光滑。图1(d)中Bi、Fe和O峰表明合成材料为BiFeO₃，且纯度较高。从图1(e) 可以看出，BiFeO₃负载了CuO后，样品的表面变得粗糙，球状的小颗粒聚集分布在片状结构表面。从图1(f)可以看出，复合材料主要由Cu、O、Bi、Fe和C组成，没有其他杂质元素，说明CuO负载到了BiFeO₃的表面，且样品的纯度较高。

2.1.2  X射线衍射分析

图2所示为CuO、BiFeO₃和不同比例CuO/BiFeO₃异质结催化剂的XRD谱。

图1  CuO、BiFeO₃和CuO/BiFeO₃的SEM像和和EDS谱

Fig. 1  SEM images and EDS spectra of CuO((a), (b)), BiFeO₃((c), (d)) and CuO/BiFeO₃((e), (f))

图2  CuO、BiFeO₃和CuO/BiFeO₃复合材料的XRD谱

Fig. 2  XRD patterns of CuO, BiFeO₃ and CuO/BiFeO₃

从图2可见，2θ值在22.417°、32.069°、38.953°、39.481°、45.755°、51.739°、56.7°、57.318°和67.556°等处出现的衍射峰分别属于BiFeO₃的(012)、(104)、(110)、(202)、(024)、(116)、(122)、(018)、(214)和(220)晶面的衍射峰，与标准卡片(JCPDS No.74-2016)基本一致，说明制备的BiFeO₃为钙钛矿结构，空间群为R3c^[31]，且图谱中几乎没有杂质峰，说明BiFeO₃催化剂纯度比较高，结晶性好。在CuO的XRD谱中，所有的衍射峰都是尖锐的，这表明所制备的CuO是高度结晶，且除CuO峰外，不存在前驱体分子Cu(OH)₂和Cu₂O的其他峰，所有的前体分子都被完全转化为CuO。2θ值为32.5°、35.5°、38.8°、48.7°、58.2°、61.5°和64.8°等处出现的衍射峰分别与CuO卡片数据库(JCPDS No.45-0937)标准的(110)、(002)、(111)、、(202)、和(022)等衍射晶面相对应，表明所制得的产物为单斜晶型CuO^[32]。而复合材料在2θ=35.5°和2θ=38.8°处出现了微弱的衍射峰，该峰为CuO的(002)和(111)晶面衍射峰，且衍射峰随着CuO负载量的增多而渐渐增强，说明复合材料中有CuO的存在，且BiFeO₃表面负载CuO后的XRD谱和纯BiFeO₃谱基本相似，说明CuO的负载对BiFeO₃的晶型结构并没有产生影响。

2.1.3  X射线光电子能谱(XPS)分析

为了了解材料中的化学价态和具体成分，对所合成的材料进行了X射线光电子能谱分析，结果如图3所示。

图3(a)所示为CuO/BiFeO的XPS全谱图。在XPS测试的真空处理中，通过将C 1s核心能级设为284.8 eV，对光谱进行了标定，因此，所有的峰值都符合Cu、O、Fe和Bi元素的结合能，没有其他峰值存在，表明制备的CuO/BiFeO复合材料只含有Cu、O、Fe和Bi等元素^[33-34]。图3(b)~(e)所示分别为Cu、O、Bi和Fe元素的XPS高分辨率图谱，在图3(b)中Cu 2p谱由934.1 eV和954.1 eV的单双态组成，分别对应于Cu 2p_3/2和Cu 2p_1/2。在943.9 eV和962.2 eV出现的振激伴峰，表明Cu²⁺在CuO相中的存在，因而排除了Cu₂O的存在，而图3(c)中O 1s特征峰对应的529.6 eV的结合能归属于Cu²⁺O，进一步表明样品中不存在Cu₂O和Cu(OH)₂等杂质，而是纯的CuO^[35-36]。图3(d)所示为样品的Bi 4f精细XPS谱，Bi4f的特征光谱由自旋双态Bi 4f_7/2和Bi 4f_5/2对应的两个特征峰组成，特征峰对应的结合能在159 eV和164.3 eV处，说明该材料中的Bi元素为+3价。图3(e)所示为Fe的高分辨谱图，结合能在710.8 eV和724.4 eV处的峰分别是Fe 2p_3/2和Fe 2p_1/2的两个能谱峰，而两峰中间出现的伴峰属于Fe的氧化态特征^[37]。

2.1.4  紫外可见漫反射(UV-vis)分析

紫外可见光谱可分析半导体的禁带宽度等光学性质，图4所示为不同CuO负载量的紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis)。

从图4(a)可知，每种材料在300~700 nm波段范围都有较强的光吸收能力，其中CuO样品在大约550 nm处，出现了可见光下的光吸收限；而BiFeO₃的光吸收能力相对较弱，表面负载CuO后，使BiFeO₃的吸收边带发生了一定的红移；随着CuO的负载量的增加，红移程度进一步增强，吸收带的红移对光催化活性的提高起着尤为重要的作用。图4(b)所示为根据Tauc法则得到的()²-关系曲线，其中表示光吸收系数，是入射光子能量；将曲线的线性部分外延至与横坐标轴相交，则交点的横坐标值可近似为样品的禁带宽度值^[38]。从图4(b)可以看出，纯相BiFeO₃和CuO光催化剂的禁带宽度值分别为2.18 eV和1.63 eV；CuO的负载量分别为5%、10%、15%和20%时，各样品的禁带宽度分别减小至2.13、2.05、2.0和1.97 eV。负载CuO后，复合材料的禁带宽度介于纯的CuO和BiFeO₃之间，主要是因为CuO与BiFeO₃耦合形成了异质结，有效抑制了光生电子和空穴的复合，提高了光响应范围，从而可以提高光催化活性。

2.2  光催化性能测试

在光催化实验中，在溶液pH为4.5、U(Ⅵ)溶液浓度为5 mg/L、光催化剂的投加量为0.6 g/L、空穴捕获剂用量为8%的条件下，探究了不同CuO所占比例对异质结材料光催化还原U(Ⅵ)的影响，同时以单质光催化剂的光催化反应和黑暗条件下的反应作为对比，结果如图5所示。

图3  CuO/BiFeO₃异质结催化剂的XPS谱

Fig. 3 XPS spectra of CuO/BiFeO₃

图4  CuO/BiFeO₃异质结催化剂的UV-vis谱

Fig. 4  UV-vis spectra of CuO/BiFeO₃ (a) and UV-vis absorption spectra of ()² and  curves(b)

图5  可见光照射下U(Ⅵ)的光催化还原曲线

Fig. 5  Dynamic curves of U(Ⅵ) reduction under visible light irradiation

在光催化还原反应前，光催化剂和U(Ⅵ)溶液在黑暗中搅拌50 min，获得吸附-解吸平衡。从图5可以看出，在暗反应阶段，所有材料对溶液中U(Ⅵ)均有一定的去除效果，但去除能力较弱，去除率在30%左右。该阶段主要为物理吸附，U(Ⅵ)吸附于催化剂材料表面，从而为光催化还原反应的进行创造了一定的条件。光照一定时间后，纯BiFeO₃和CuO光催化剂对U(Ⅵ)的去除率在40%~45%左右，而CuO/BiFeO₃的异质结复合光催化剂的去除率要远远高于单质催化剂，且随着CuO负载量的增加而增加，当负载量为10%，反应时间为100 min时，去除率达到96%以上。异质结催化剂对U(Ⅵ)有较高的去除效率，一方面是由于CuO加入，可以提高CuO/BiFeO₃的异质结对可见光的吸收性能，能激发产生更多的电子-空穴对；另一方面是由于在催化剂表面形成p-n异质结，有效抑制了光生载流子的复合，进而提高了光催化活性。但当CuO复合量达到15%后，去除率反而降低，主要原因是过量的CuO颗粒在材料表面堆积而成为光生电子-空穴对的复合中心，进而抑制了光催化活性。从动力学拟合曲线可以看出(见图5(b))，反应过程在前100 min符合一级还原动力学，且复合材料的斜率均高于单质催化剂材料，说明通过异质结的构建，有效提高了光催化剂材料的光催化活性。

2.3  光稳定性测试

在实际应用中，光催化剂的稳定性是一个重要的参数，光催化稳定性测试是通过更换U(Ⅵ)浓度在相同条件下进行光催化还原循环实验，结果如图6所示。

图6  CuO/BiFeO₃ 异质结复合光催化剂光稳定性

Fig. 6  Photostability of CuO/BiFeO₃ heterojunction composite photocatalyst

从图6可以看出，经过4次循环以后，催化剂材料对溶液中U(Ⅵ)的去除率仍然有80%以上，说明该材料具有较好的稳定性和可重复利用性。

2.4  去除机理探讨

通过对反应后的材料进行XPS分析，并结合前面的实验结果，初步构建了简易的CuO/BiFeO₃异质结催化剂光催化还原U(Ⅵ)的机理模型，如图7所示。

对U 4f的精细结构表征结果可以看出(见图7(a))，在大约381.28、382.6、391.83和393.39 eV处有4个特征结合能峰，其中381.28 eV和391.83 eV的峰为U(Ⅵ)的特征峰，382.6 eV和393.39 eV的峰为U(Ⅵ)的特征峰^[39]，表明 CuO/BiFeO₃ 异质结复合催化剂成功地将溶液中的U(Ⅵ)还原成U(Ⅳ)；从峰面积来看，U(Ⅳ)的峰面积大于U(Ⅵ)的峰面积，说明该材料对U(Ⅵ)有较强的催化还原作用。

图7  CuO/BiFeO₃ 异质结复合光催化剂催化还原U(Ⅵ)的机理

Fig. 7  Catalytic reduction mechanism of U(Ⅵ) by CuO/BiFeO₃ heterojunction photocatalyst

综合材料的表征分析及复合材料光催化还原U(Ⅵ)的分析，对可能的反应机理进行初步探讨: 光催化还原反应是吸附和催化还原的相互协作共同作用的结果，CuO的加入大大增加了BiFeO₃的比表面积，增强了复合材料的吸附性能；溶液中U(Ⅵ)首先被大量地吸附到催化剂表面，达到吸附-解吸平衡；在光催化还原过程中，BiFeO₃发挥了催化中心的作用，在可见光的照射下产生电子-空穴对(e_CB-h⁺_VB)，在复合材料中，BiFeO₃优异的导电性能促进光生电子从CuO 的导带上转移到BiFeO₃表面，从而抑制了电子-空穴对的复合，为U(Ⅵ)还原提供了更多的活性位点。同时，产生的空穴(h⁺_VB)具有很强的氧化性，反应体系中的甲醇(甲醇充当空穴捕获剂的作用)，将被空穴(h⁺_VB)氧化为甲醛，甲醛捕获空穴(h⁺_VB)进而氧化成甲酸，甲酸继续捕获空穴(h⁺_VB)，最终被氧化成CO₂和H₂O，而电子(e_CB)将U(Ⅵ)还原成U(Ⅳ)。此外，体系中的水也可以捕获空穴(h⁺_VB)，从而促进与光生电子的分离，促进了光电子还原U(Ⅵ)的过程，光催化还原效率得到显著提高^[40]。具体的反应过程可以用下式来表示：

CuO/BiFeO₃+hv→e_CB+h⁺_VB                   (2)

UO₂²⁺+H⁺+e→U⁴⁺+H₂O                      (3)

CH₃OH+h⁺_VB→HCHO+H₂O                  (4)

HCHO+h⁺_VB →HCOOH+H₂O                 (5)

HCOOH+h⁺_VB→CO₂+H₂O                    (6)

H₂O+h⁺_VB→·OH+H·                         (7)

3  结论

1) 通过湿浸渍法制备了CuO/BiFeO₃异质结复合光催化剂；表征结果表明，CuO颗粒呈球状，表面光滑，是单斜晶型，结晶度高，纯度好。BiFeO₃由不规则的颗粒团聚成球状，具有钙钛矿结构，CuO不均匀的分布在BiFeO的表面。通过控制CuO的负载量，能够增强可见光响应能力，有效抑制电子-空穴对的复合，提高光催化活性。

2) CuO/BiFeO₃异质结光催化剂对溶液中U(Ⅵ)有较好的催化还原能力；催化还原U(Ⅵ)实验结果表明，当复合材料中CuO的负载量为10%，pH为4.5，U(Ⅵ)溶液浓度为5 mg/L，光催化剂的投加量为0.6 g/L，空穴捕获剂用量为8%，反应时间为100 min时，U(Ⅵ)的去除率达到96%以上。

3) 材料光稳定性实验结果表明，经过4次循环以后，复合催化剂对溶液中U(Ⅵ)的去除率仍然有80%以上，说明该材料具有较好的稳定性和可重复利用性。

4) 还原机理分析表明，CuO/BiFeO₃异质结复合光催化剂光催化还原U(Ⅵ)过程是吸附和光催化协同作用的结果，主要以光催化为主，CuO与BiFeO₃的复合，加快了电子传递过程，抑制了电子-空穴对的复合，提高了U(Ⅵ)的光催化还原效率。

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Photocatalytic reduction of U(Ⅵ) in aqueous solution by CuO/BiFeO₃ heterojunction under visible light irradiation

LI Xiao-yan¹, CHEN Chao², LIU Yi-bao¹, LIU Chen¹, LI Xun¹, GUAN Fen-fen¹, XIAO Hui¹

(1. State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment, East China University of Technology, Nanchang 330013, China;

2. China Institute for Radiation Protection, Taiyuan 030006, China)

Abstract: CuO/BiFeO₃ heterojunction catalysts were prepared by wetness impregnation method and the structures, morphologies and optical properties of the samples were characterized by SEM, XRD, XPS and UV-Vis. The photocatalytic reduction of U(Ⅵ) in aqueous solution by CuO/BiFeO₃ heterojunction catalyst was investigated under visible light irradiation at room temperature and analyzed the mechanism of photocatalytic reduction of U(Ⅵ). The results show that the CuO particles are spherical and smooth in surface, they are monoclinic. BiFeO₃ particles are irregular and agglomerated into layers, which are perovskite structure. CuO/BiFeO₃ containing 10% CuO exhibited the lowest photoluminescence intensity and the maximum photocatalytic reduction of U(Ⅵ) than pure CuO and BiFeO₃ and the removal rate of U(Ⅵ) reached above 96% after 100 min under visible-light irradiation. The improvement of photocatalytic activity of the catalyst is mainly due to the p-n heterostructure formed on the interface of CuO and BiFeO₃, which effectively inhibits the recombination of photogene rated electronics and holes, enhances the transfer efficiency of interfacial charge, and improves the photocatalytic efficiency. The removal rate of U(Ⅵ) is above 80% after four cycles, which indicates that CuO/BiFeO₃ composite catalyst has an excellent photocatalytic stability.

Key words: copper oxide; bismuth ferrite; heterojunction; photocatalytic; reduction; uranium

Foundation item: Projects(41761090, 11465002) supported by the Natural Science Foundation of China; Project (20171ACB2021) supported by the Natural Science Foundation of Jiangxi Province, China; Project (NRE1608) supported by the State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment, China

Received date: 2019-08-01; Accepted date: 2019-12-30

Corresponding author: LIU Yi-bao; Tel: +86-18907918672; E-mail: ybliu@ecut.edu.cn

(编辑  何学锋)

基金项目：国家自然科学基金资助项目(41761090，11465002)；江西省自然科学基金资助项目(20171ACB2021)；核资源与环境国家重点实验室资助项目(NRE1608)

收稿日期：2019-08-01；修订日期：2019-12-30

通信作者：刘义保，教授，博士；电话：18907918672；E-mail：ybliu@ecut.edu.cn