铋基半导体作为一种新兴的具有层状结构的光催化剂，在水氧化和污染物分解中显示出优异的光氧化能力。同时，Bi基材料具有可见光响应性，因此在光催化方面也引起了相当大的关注。与常规的二元金属氧化物半导体不同，Bi基材料的合成需要小心控制，因为它们中的大多数被制备为包含多种元素并且对合成条件敏感的三元氧化物材料。随着双基材料的大量出现，了解不同合成方法对催化剂性能的影响对于确保出色的性能至关重要。近日，深圳大学苏陈良，新南威尔士大学Jason Scott，香港城市大学Yun Hau Ng等人比较和讨论了粉状光催化剂和薄膜光电极的各种合成方法，总结了Bi基光催化剂的最新进展。

文章要点：

1）大多数与光催化有关的Bi基材料具有独特的层状结构，带隙小于3.0 eV。独特的分层结构，使得Bi基材料层之间形成了内部电场，这可以显著促进光致电子-空穴的分离，并加速电荷载流子的传输。在许多研究中已经证明了Bi基材料对污染物的修复，水分解和挥发性有机化合物的去除具有有效的光催化能力。

2）作者总结了制备铋基颗粒半导体材料的方法包括：（1）固态反应（SSR）（SSR是一种一步合成的方法，可得到具有高结晶度的非均相催化剂，通常用于制备Bi基三元氧化物材料）；（2）化学沉淀（从均质水溶液中进行化学沉淀以用于Bi基材料合成）；（3）溶胶–凝胶（用于纳米结构无机材料的合成）；（4）水解（基于铋盐（Bi(NO₃)₃或BiX₃）与卤氧化物或水之间的反应，用以制备卤化铋）;（5）水热合成（在较低温度下获得具有高结晶度，各种形貌和可控制粒度的Bi基材料）；（6）其他方法（化学浴法，简便而快速的燃烧法）。

3）作者总结了铋基薄膜电极的制备方法包括：（1）滴铸法（研究颗粒半导体的光电化学特性，滴铸法是用于制备电极的简单方法）；（2）旋涂/浸涂（浸涂，旋涂或静电自组装沉积是制备薄膜电极的常用方法。该方法包括将前体沉积在导电基底上）；（3）喷雾热解（将前体溶液喷涂到加热的基材（通常高于400 °C）上，从而由前体的反应形成所需的材料）；（4）水热涂层（为制备Bi基光阳极的一锅法合成策略）；（5）化学气相沉积（CVD）（将基材暴露于挥发性前体来生产薄膜的工艺。蒸气的化学反应将所需的固体材料沉积在加热的基材表面上。 CVD技术使得能够生产具有均匀厚度和低孔隙率的涂层）；（6）阳极氧化（电化学阳极氧化是制造具有高表面积体积比的大型电极的最简单方法之一。另外，通过在阳极氧化过程中改变电势，电解质，持续时间和温度，可以轻松地控制电光特性和形态）；（7）电沉积（在室温下，将导电基材浸入含有要沉积的金属盐的溶液中，并施加电流，可以一步生产原位金属涂层）。

4）目前有关Bi基光催化剂的综述主要集中在提高其性能的策略上。作者通过综述Bi基光催化剂的各种合成方法中，发现水热法最适用于制备形态和粒度可控的纳米级材料；当以粉末形式制备时，与制备源自基底的Bi基薄膜相比，Bi颗粒特性（如形态，尺寸，晶体结构，刻面优势和表面缺陷）的影响更大；开发新的合成方法以制造超薄的二维Bi基纳米片代表了Bi基光催化剂未来发展的有前途的研究领域。

Wu, Xuelian, et al., Preparation of Bi-based photocatalysts in the form of powdered particles and thin films: a review, J. Mater. Chem. A, 2020

DOI：10.1039/D0TA01180K",

http://dx.doi.org/10.1039/D0TA01180K