From Mo 4+ -Induced Heterojunction Construction to Mo 6+ -Boosted Charge Transfer: A Stepwise Strategy for High-Performance MoO 2 /Cu 2 O Visible-Light Catalysts
Source abstract
Abstract
Efficient charge separation remains a critical challenge in semiconductor photocatalysis. This study addresses this by designing a MoO 2 /Cu 2 O heterojunction through a valence-modulation strategy, where Mo 4+ in MoO 2 acts as an in situ reductant for Cu 2 O formation. The concomitantly generated Mo 6+ species further enhance the interfacial charge dynamics. The synergistic interplay between the constructed heterojunction interface and the built-in electric field thus significantly promotes charge transfer and separation. As a result, the composite exhibits markedly improved optoelectronic properties: an electrochemical impedance as low as 1140 Ω, a photocurrent density of 0.19 μA·cm –2, and an open-circuit voltage of 1.23 mV, alongside an extended charge carrier lifetime. The photocatalyst demonstrates high performance in tetracycline degradation, achieving 96.3% removal within 60 min under visible light. The reaction mechanism, investigated via density functional theory calculations, HPLC–MS/MS, and toxicity assessment, aligns with a type-II heterojunction model. Intermediates analysis reveals effective detoxification pathways. This work provides a rational design strategy for high-performance transition metal oxide photocatalysts by harnessing valence-state chemistry.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Copper-based nanomaterials and applications · Advanced Photocatalysis Techniques · Transition Metal Oxide Nanomaterials
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
School of Eco-environmental & Chemical Engineering, State Key Laboratory of Water Engineering Ecology and Environment in Arid Regions
Xi’an University of Technology
School of Materials Science and Engineering
Funding
Natural Science Basic Research Program of Shaanxi Province · National Natural Science Foundation of China
References (78)
Show source-provided references
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