Een nieuwe Bi4Ti3O12/Ag3PO4 heterojunctie-fotokatalysator met verbeterde fotokatalytische prestaties

Resultaten en discussie

XRD-analyse

Afbeelding 1 toont de XRD-patronen van Bi₄ Ti₃ O₁₂ , Ag₃ PO₄ , 5% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ , 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ , en 15% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ monsters. De standaard XRD-lijnpatronen voor Bi₄ Ti₃ O₁₂ orthorhombische structuur (JCPDS-kaart nr. 035-0795) en Ag₃ PO₄ kubische structuur (JCPDS-kaart nr. 006-0505) worden ook getoond in Fig. 1. Voor Bi₄ Ti₃ O₁₂ monster komen alle diffractiepieken goed overeen met die in de JCPDS-kaart nr. 035-0795, wat aangeeft dat het monster kristalliseert in een zuivere Bi₄ Ti₃ O₁₂ orthorhombische fase [54]. Voor Ag₃ PO₄ monster kunnen alle diffractiepieken worden geïndexeerd volgens de standaard diffractielijnen in de JCPDS-kaart nr. 006-0505, wat de vorming van zuiver Ag₃ . impliceert PO₄ kubische fase [31]. Voor de composieten kunnen de XRD-patronen worden geïndexeerd in twee sets diffractiepieken die overeenkomen met Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ fasen. De piekintensiteit van Bi₄ Ti₃ O₁₂ fase neemt toe met toenemende inhoud, wat duidelijk te zien is aan de Bi₄ Ti₃ O₁₂ (171) diffractiepiek bij 30,1 ^o . Er worden geen diffractiepieken gedetecteerd die toewijsbaar zijn aan andere onzuiverheidsfasen, wat aangeeft dat Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ ondergaan geen structurele verandering in de composieten.

XRD-patronen van Bi₄ Ti₃ O₁₂ , Ag₃ PO₄ , en Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composieten

SEM-analyse

Afbeelding 2a–c toont de SEM-afbeeldingen van Ag₃ PO₄ , Bi₄ Ti₃ O₁₂ , en 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ respectievelijk monsters. De SEM-afbeelding in Fig. 2a laat zien dat de Ag₃ PO₄ deeltjes hebben een bolvormige morfologie met een grootte van 300 tot 600 nm. Het SEM-beeld in Fig. 2b laat zien dat de Bi₄ Ti₃ O₁₂ deeltjes presenteren bolachtige of ellipsoïde-achtige morfologie en hebben een grootteverdelingsbereik van 60-90 nm. Op de SEM-afbeelding in Fig. 2c kan men zien dat de kleine Bi₄ Ti₃ O₁₂ deeltjes worden geassembleerd op het oppervlak van Ag₃ . van groot formaat PO₄ deeltjes om Bi₄ . te vormen Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ heterostructuur, zoals aangegeven door pijlen.

SEM-afbeeldingen van a Ag₃ PO₄ , b Bi₄ Ti₃ O₁₂ , en c 10%Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄

TEM-analyse

TEM werd gebruikt om de microstructuur van Bi₄ . verder te onderzoeken Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composieten. Afbeelding 3a toont de TEM-afbeelding van 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . De grote deeltjes worden geïdentificeerd als Ag₃ PO₄ deeltjes, die een bolvormige morfologie hebben met een grootte van enkele honderden nanometers. Veel kleinere deeltjes met een diameter van enkele tientallen nanometers, die worden geïdentificeerd als Bi₄ Ti₃ O₁₂ nanodeeltjes, worden geassembleerd op Ag₃ PO₄ deeltjes, zoals aangegeven door pijlen. De TEM-waarneming geeft de vorming van Bi₄ . aan Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ heterostructuur, die overeenkomt met die waargenomen op het SEM-beeld. Afbeelding 3b toont het donkere veld scanning TEM (DF-STEM) beeld van 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . De overeenkomstige elementaire afbeeldingsafbeeldingen van het gebied aangegeven in figuur 3b worden gegeven in figuur 3c-g. Het is te zien dat de grote deeltjes de elementaire verdeling van Ag en P vertonen en daarom wordt bevestigd dat het Ag₃ is. PO₄ deeltjes. De kleine deeltjes verankerd op Ag₃ PO₄ deeltjes vertonen de elementaire verdeling van Bi en Ti, wat bevestigt dat ze Bi₄ . zijn Ti₃ O₁₂ deeltjes. De elementaire mapping-afbeeldingen onthullen verder de integratie van Bi₄ Ti₃ O₁₂ met Ag₃ PO₄ om Bi₄ . te vormen Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ heterostructuur. Bovendien hebben de elementen Ag en P, evenals Bi en Ti, een identieke verdeling, wat betekent dat er geen segregatie van de chemische samenstelling in de Ag₃ PO₄ en Bi₄ Ti₃ O₁₂ fasen. De O-elementverdeling wordt door de hele composieten waargenomen. Energie-dispersieve röntgenspectroscopie (EDS) werd verder gebruikt om de chemische samenstelling van 10% Bi₄ te analyseren Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . Zoals weergegeven in figuur 3h, zijn de signalen van de samenstellende elementen van de composiet duidelijk opgenomen in het spectrum. De waargenomen C- en Cu-signalen kunnen afkomstig zijn van het microgrid dat wordt gebruikt voor het ondersteunen van het monster. Opgemerkt wordt dat EDS geschikt wordt gebruikt voor de kwantitatieve bepaling van het gehalte aan zware elementen (bijv. Bi, Ti en Ag), maar niet aan lichte elementen (bijv. P en O) [56]. De atomaire verhouding van Bi tot Ti wordt verkregen als 4/3 van het EDS-spectrum, wat goed overeenkomt met de atomaire verhouding Bi/Ti van Bi₄ Ti₃ O₁₂ fase. De atomaire verhouding van Ti/Ag is zeer dicht bij 1/9, wat impliceert dat Bi₄ Ti₃ O₁₂ fase is goed voor ongeveer 10% van het totale molaire gehalte van het composiet.

een TEM-afbeelding van 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . b DF-STEM-afbeelding van 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . c –g De bijbehorende elementaire kaartafbeeldingen van de regio aangegeven in b . u EDS-spectrum van 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄

BET oppervlakte-analyse

Afbeelding 4 toont de N₂ adsorptie-desorptie-isotherm van 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . Dit soort isotherm lijkt erg op type II adsorptie-isotherm volgens de IUPAC-classificatie. De desorptiecurve valt bijna samen met de adsorptiecurve zonder duidelijke hysteresislus, wat de afwezigheid van mesoporiën in de composiet impliceert. Het inzetstuk in Fig. 4 toont de Brunauer-Emmett-Teller (BET) oppervlaktegrafiek van de composiet, waaruit de BET-oppervlakte wordt berekend op 2,08 m ² g ⁻¹ .

N₂ adsorptie-desorptie-isotherm en BET-oppervlaktegrafiek van 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄

XPS-analyse

De chemische samenstelling en elementaire oxidatietoestand van Ag₃ PO₄ , Bi₄ Ti₃ O₁₂ , en 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ werden ook onderzocht door XPS. Afbeelding 5a toont de XPS-scanspectra van de monsters, waaruit blijkt dat de monsters duidelijk hun eigen samenstellende elementen bevatten en dat er geen andere onzuiverheidselementen zijn gevonden. Figuur 5b toont de O 1s XPS-spectra van de monsters. Voor blote Bi₄ Ti₃ O₁₂ , kan het O 1s XPS-signaal worden gemonteerd in drie pieken van 529,6, 531,6 en 533,4 eV. De bindingsenergie bij 529,6 eV wordt toegeschreven aan de bijdrage van de kristalroosterzuurstof. De pieken bij hogere bindingsenergieën van 531,6 en 533,4 eV kunnen optreden als gevolg van oppervlaktedefecten en chemisch geabsorbeerde zuurstofsoorten [55]. Voor kale Ag₃ PO₄ , wordt het O 1s XPS-spectrum gedeconvolueerd in twee pieken bij 530,8 en 532,6 eV, die respectievelijk worden toegeschreven aan de kristalroosterzuurstof en de aan het oppervlak geadsorbeerde zuurstof. Voor 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ , de O 1s bindingsenergie van het kristalrooster zuurstof in Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ wordt waargenomen bij respectievelijk 529,5 en 530,6 eV. In de composiet wordt een lichte neerwaartse verschuiving van de O 1s-bindingsenergiepieken waargenomen, wat wijst op de mogelijke chemische binding tussen Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ . Figuur 5c, d toont de XPS-spectra van respectievelijk Ag 3d en P 2p. De pieken bij 368,0 en 374,0 eV behoren tot de bindingsenergieën voor Ag 3d_5/2 en Ag 3d_3/2 , wat de aanwezigheid van Ag ⁺ . suggereert oxidatie toestand. De aanwezigheid van Ag ⁰ metaaltoestand in de monsters kan worden uitgesloten omdat er geen extra pieken zichtbaar zijn op de Ag 3d XPS-spectra [37]. De waarneming van de P2p-bindingsenergie bij 133,2 eV is indicatief voor de aanwezigheid van P ⁵⁺ oxidatietoestand [37]. De Ag 3d- en P 2p XPS-signalen ondergaan geen verandering in de composiet. Figuur 5e, f toont de XPS-spectra van respectievelijk Bi 4f en Ti 2p. Voor blote Bi₄ Ti₃ O₁₂ , vertoont het Bi 4f-spectrum twee scherpe pieken van 159,0 en 164,3 eV, wat overeenkomt met de bindingsenergieën van Bi 4f_7/2 en Bi 4f_5/2 , respectievelijk [52]. Dit houdt in dat Bi bestaat in de + 3 oxidatietoestand. Op het Ti 2p-spectrum worden de pieken bij 458,0 en 465,8 eV toegewezen aan de bindingsenergieën voor Ti 2p_3/2 en Ti 2p_1/2 , wat aangeeft dat Ti de vorm heeft van Ti ⁴⁺ oxidatietoestand [52]. Voor de composiet vertonen de Bi 4f- en Ti 2p-pieken een lichte verschuiving naar hogere bindingsenergieën, die zou kunnen optreden als gevolg van de chemische binding tussen Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ .

XPS-spectra van Bi₄ Ti₃ O₁₂ , Ag₃ PO₄ , en 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . een XPS-enquête-scanspectra. b O 1s XPS-spectra. c Ag 3d XPS-spectra. d P 2p XPS-spectra. e Bi 4f XPS-spectra. v Ti 2p XPS-spectra

UV-vis DRS-spectra

Afbeelding 6a toont de UV-vis DRS-spectra van Bi₄ Ti₃ O₁₂ , Ag₃ PO₄ , en Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composieten, en figuur 6b geeft de overeenkomstige eerste afgeleide van de spectra. De absorptierand van de monsters kan worden afgeleid uit de pieken op de eerste afgeleide spectra. Het is te zien dat Bi₄ Ti₃ O₁₂ heeft een absorptierand bij 376,9 nm, en Ag₃ PO₄ heeft een absorptierand bij 498,5 nm. De absorptieranden ontstaan ​​door de elektronenovergang van de valentieband naar de geleidingsband van de halfgeleiders, van waaruit de bandgap-energieën (E _g ) van Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ worden verkregen om respectievelijk 3,29 en 2,49 eV te zijn. Voor de composieten zijn de absorptieranden van Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ vertonen een lichte verschuiving naar de korte golflengte, wat te wijten kan zijn aan hun wederzijds effect van lichtabsorptie op elkaar. De bandgap-energieën van Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ zullen naar verwachting een verwaarloosbare verandering in de composieten ondergaan.

een UV-vis DRS-spectra van Bi₄ Ti₃ O₁₂ , Ag₃ PO₄ , en Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composieten. b De corresponderende eerste afgeleide spectra

PL-spectra

PL-spectroscopie wordt gebruikt om het recombinatiegedrag van fotogegenereerde elektron-gatparen in de fotokatalysatoren te evalueren. De PL-intensiteit is in verhouding tot de recombinatiesnelheid van fotogegenereerde elektronen en gaten. Afbeelding 7 toont de PL-spectra van Ag₃ PO₄ en 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ gemeten bij een excitatiegolflengte van 315 nm. Voor Ag₃ PO₄ deeltjes worden drie PL-emissiepieken waargenomen rond 430, 490 en 525 nm. Daarentegen piekt de intensiteit van de PL-emissie vanaf 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composiet is duidelijk afgenomen, wat een afname in de elektron-gat-recombinatie impliceert. De efficiënte scheiding van elektron-gatparen wordt toegeschreven aan de ladingsoverdracht tussen Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ . Het resultaat is dat fotogegenereerde elektronen en gaten in Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composieten zijn in toenemende mate beschikbaar voor de fotokatalytische reacties.

PL-spectra van Ag₃ PO₄ en 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄

Foto-elektrochemische eigenschappen

EIS en fotostroomrespons kunnen ook worden gebruikt om het scheidings- en overdrachtsgedrag van door foto gegenereerde elektronen en gaten in de fotokatalysatoren te onderzoeken. Afbeelding 8a toont de Nyquist-grafieken van de EIS-spectra voor Ag₃ PO₄ en 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ elektroden, die een typische halve cirkel vormen. De diameter van de halve cirkel is gerelateerd aan de ladingsoverdrachtsweerstand op het elektrode/elektrolyt-interface. Het is duidelijk dat de Nyquist-plot van 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ toont een veel kleinere halve cirkeldiameter dan die van kale Ag₃ PO₄ , wat aangeeft dat het composiet een relatief kleinere ladingsoverdrachtsweerstand heeft bij gesimuleerde zonlichtinstraling. De waarneming van een kleinere ladingsoverdrachtsweerstand impliceert een verhoogde scheidingsefficiëntie van fotogegenereerde elektron-gatparen en snelle overdracht van de interfacelading die optreedt in de 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composiet. Afbeelding 8b toont de voorbijgaande fotostroomreacties van Ag₃ PO₄ en 10%Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ geregistreerd voor verschillende in- en uitschakelcycli onder intermitterende bestraling van gesimuleerd zonlicht. Het is te zien dat de voorbijgaande fotostroomreacties zeer reproduceerbaar zijn wanneer het licht herhaaldelijk tussen aan en uit wordt geschakeld. Tijdens de bestralingsperiode is de fotostroomdichtheid van 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ wordt verkregen als ~ 24 μA cm ⁻² , die veel hoger is dan die van kale Ag₃ PO₄ (~ 4 μA cm ⁻² ), wat wijst op een efficiëntere scheiding van fotogegenereerde elektron-gatparen in de composiet als gevolg van de drageroverdracht tussen Bi₄ Ti₃ O₁₂ en Ag₃ PO₄ .

een Nyquist-plots van de EIS-spectra voor Ag₃ PO₄ en 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . b Transient photocurrent responses of Ag₃ PO₄ and 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄

Photocatalytic performances

Figure 9a shows the time-dependent photocatalytic degradation of RhB over Bi₄ Ti₃ O₁₂ , Ag₃ PO₄ , and Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composites under simulated sunlight irradiation, along with the blank experiment result. Without loading the photocatalyst, RhB exhibits a good stability under simulated sunlight irradiation and its percentage degradation is only about 1.7% after 30 min of irradiation. When Ag₃ PO₄ is used as the photocatalyst, RhB undergoes a substantial degradation with increasing the irradiation time, while a relatively weak degradation of the dye is observed for Bi₄ Ti₃ O₁₂ . More importantly, when Ag₃ PO₄ is integrated with Bi₄ Ti₃ O₁₂ , the formed Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ heterojunction composites exhibit significantly enhanced photocatalytic activity compared to bare Ag₃ PO₄ or Bi₄ Ti₃ O₁₂ . The highest photocatalytic activity is observed for 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ , where the percentage degradation of RhB after 30 min of photocatalysis reaches 99.5%, as shown in Fig. 9c. To further reveal the photocatalytic activity of the samples, the photocatalytic degradation kinetics of RhB is investigated. Figure 9b shows the plots of Ln(C _t /C ₀ ) versus irradiation time (t ) for the samples. It is seen that the dye degradation conforms well to the first-order kinetic equation Ln(C _t /C ₀ ) = − k _app t , waar k _app is the apparent first-order reaction rate constant (min ⁻¹ ) [57]. The obtained rate constants for the samples are shown in Fig. 9d. The rate constant k _app for 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ is obtained as 0.17891 min ⁻¹ , compared to 0.06764 min ⁻¹ for Ag₃ PO₄ . This implies that the photocatalytic activity of 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ is about 2.6 times higher than that of bare Ag₃ PO₄ .

een Time-dependent photocatalytic degradation of RhB over Bi₄ Ti₃ O₁₂ , Ag₃ PO₄ , and Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composites. b Plots of Ln(C _t /C ₀ ) versus irradiation time t for the samples. c Degradation percentages of RhB after 30 min of photocatalysis over the samples. d Apparent first-order reaction rate constants k _app for the samples

In most of the photocatalytic systems, the dominant active species responsible for the dye degradation include •OH, superoxide (•O₂ ⁻ ), and h ⁺ [58]. It is known that •OH, •O₂ ⁻ , and h ⁺ can be scavenged by ethanol, benzoquinone (BQ), and ammonium oxalate (AO), respectively [56]. Therefore, the role of the active species in the photocatalysis can be verified by investigating the effect of ethanol, BQ, and AO on the photocatalytic degradation of the dye. Five milligrams of ethanol, 0.0011 g of BQ, and 0.0142 g of AO are separately added in 100 mL reaction solution, and then, the photocatalytic experiments are carried out under the same conditions. Figure 10a shows the effect of the scavengers on the degradation of RhB over 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . The degradation percentages of RhB after 30 min of photocatalysis and the rate constants are shown in Fig. 10b. It is found that the addition of ethanol to the reaction solution has a negligible effect on the degradation of RhB, implying that •OH plays little or no role in the dye degradation. However, the addition of BQ or AO leads to an obvious suppression on the dye degradation. Particularly, only 17.9% of RhB is observed to be degraded with the addition of AO. This suggests that h ⁺ and •O₂ ⁻ are the dominant and secondary reactive species causing the dye degradation, respectively.

Effect of ethanol, BQ, and AO on the RhB degradation over 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ . een Time-dependent photocatalytic degradation of RhB. b Degradation percentages of RhB after 30 min of photocatalysis and first-order reaction rate constants k _app

Information of •OH radicals

We further examine whether there are •OH radicals formed over the simulated sunlight-irradiated 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ by PL spectroscopy using TPA as the scavenger of •OH. It is known that TPA will react with •OH to produce 2-hydroxyterephthalic acid (TAOH) that can emit photoluminescence having a wavelength of 429 nm [59]. The PL emission intensity is proportional to the amount of •OH radicals. Figure 11 shows the PL spectra of the TPA solution after reaction for 30 min over 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ and P25. It is well established that •OH is easily generated over the irradiated P25 (a mixed-phase TiO₂ photocatalyst) in water solution. As a result, the TPA reaction solution shows a strong PL signal at 429 nm when P25 is used as the photocatalyst. However, when 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ is used as the photocatalyst, the TPA reaction solution is very similar to the blank TPA solution, showing no obvious PL signal at 429 nm. This indicates that no •OH radicals are produced in the 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ photocatalytic system.

PL spectra of the TPA solution reacted for 30 min over 10% Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ and P25

Discussion of photocatalytic mechanism

The CB and VB edge potentials of Bi₄ Ti₃ O₁₂ and Ag₃ PO₄ are determined according the method described in the literature [60], as schematically shown in Fig. 12a. It is seen that the CB potential of Bi₄ Ti₃ O₁₂ is negative to that of Ag₃ PO₄ , and moreover, Bi₄ Ti₃ O₁₂ is intrinsically an n-type semiconductor and Ag₃ PO₄ behaves as a p-type semiconductor. This indicates that when the two semiconductors are integrated to form p-n heterojunction, electrons will migrate from Bi₄ Ti₃ O₁₂ to Ag₃ PO₄ , leaving behind positive charge centers at the interface of Bi₄ Ti₃ O₁₂ and negative charge centers at the interface of Ag₃ PO₄ . Simultaneously, an internal electric field is created at the interface region of the Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ heterojunction, as shown in Fig. 12b. The direction of the internal electric field is from Bi₄ Ti₃ O₁₂ to Ag₃ PO₄ . Under the action of the internal electric field, photogenerated electrons will migrate from Ag₃ PO₄ to Bi₄ Ti₃ O₁₂ and conversely the photogenerated holes will migrate from Bi₄ Ti₃ O₁₂ to Ag₃ PO₄ . Due to the carrier transfer process, the recombination of electron-hole pairs can be effectively inhibited. As a result, more photogenerated holes and electrons are able to participate in the photocatalytic reactions, thus leading to an increased photocatalytic performance of the Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ heterojunction composites. It is noted that the photocatalytic performance of the composite photocatalysts is highly associated with the number of formed heterostructures. Generally, a proper proportion between two semiconductors is required for the creation of a large number of heterostructures in the composites. In the Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ composites, the optimum content of Bi₄ Ti₃ O₁₂ is about 10%, and at this Bi₄ Ti₃ O₁₂ content, the formed composite (i.e., 10%Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ ) exhibits the highest photocatalytic activity.

Schematic illustration of the energy band structures for a separate Bi₄ Ti₃ O₁₂ and Ag₃ PO₄ en b Bi₄ Ti₃ O₁₂ /Ag₃ PO₄ heterojunction