铁酸铋的制备及其在废水中的应用研究进展

匡代洪，杜泽，林宁

(1.新疆农业大学草业与环境科学学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆农业大学数理学院，乌鲁木齐 830052)

在众多的环境问题中，有机污染是最严重的问题之一。然而，传统的去除有机污染物的方法，如吸附法、生物法和化学氧化法等，难以有效处理微量的高毒性有机污染物[1-2]。光催化氧化具有处理条件温和、成本低、选择性好、效率高、氧化动力学快等优点，是目前有机污染处理技术的重要发展方向[3]。其催化原理是光催化剂在光辐照下，产生具有强氧化性的羟基自由基、光生空穴和超氧自由基等物质，和有机物发生氧化反应，从而达到高效降解污染物的目的。随着环境净化技术的迅速发展，氧化物半导体光催化剂在解决能源危机和环境污染方面具有广阔的应用前景[4-7]，TiO2半导体因其化学稳定性好、低毒、光催化活性高而受到了广泛的关注。然而，它们较大的带隙(锐钛矿型TiO2为3.2 eV)和大量的电子空穴复合使TiO2的工作频率大多限于紫外线区域，在可见光下的光催化效果不是很好，且目前多为粉末状形态，极难回收[8-11]。

为了克服这一限制，人们开始探索了与TiO2不同的其他金属氧化物的光催化性能。铁酸铋(BiFeO3，简写为BFO)被认为是钙钛矿的一种基本材料，是最重要的多铁半导体材料之一，具有伴生的电、磁有序[12]。BiFeO3的晶体结构为菱形扭曲钙钛矿结构[13]，是一种在室温下具有铁电性和铁磁性的多铁材料[14-15]，并且具有良好的化学稳定性。且BiFeO3是一种高可见光光催化剂[16]。相对于TiO2来说，BiFeO3其禁带宽度约为2.2 eV，是窄带隙的半导体，相较于其他多铁材料，BiFeO3的禁带宽度最小，可在可见光下响应。而且BiFeO3具有铁磁性易于回收，使之更具有大规模生产使用的可能性[17-19]。

1 BiFeO3光催化材料的制备方法

BiFeO3的合成方法有很多，目前报道的主要有水热法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。

1.1 水热法

水热法是制备BiFeO3较常用的方法，它是将反应物质充分溶解在水或其他溶剂中，置于密闭反应容器中，在高温高压下使原料充分发生反应、结晶，最终形成所需产物。水热合成反应可以在相对较低的温度下进行，不用进行高温煅烧，有效地避免了煅烧过程中晶粒长大、缺陷形成和杂质引入[20-21]。

王珂阳等[22]、Xu等[23]、Di等[24]、Hou等[25]将Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·9H2O作为原料，KOH为矿化剂，在不锈钢高压釜中进行水热处理，最终制备出BiFeO3粉末。Rajitha等[26]采用简单的水热法合成了BiFeO3光催化剂，通过在前驱体溶液中使用不同的KOH浓度来调节其形貌和尺寸。研究了不同浓度的KOH矿化剂对BiFeO3的相演化、颗粒大小和形貌的影响。Wang等[27]也利用简单的水热法成功地合成了多种形态(纺锤体、立方体和板状)的BiFeO3纳米结构。结果表明，在不同的碱性条件下，可得到3种BiFeO3产物。Li等[28]以1.941 g Bi(NO3)3·5H2O和1.616 g Fe(NO3)3·9H2O为原料，并加入比例为1∶9的乙醇和乙二醇，在180 ℃下加热24 h，然后在550 ℃条件下退火2 h得BiFeO3晶体。Danijela等[29]在传统水热法使用磁力搅拌器混合溶液的基础上，采用超声波对前驱体溶液进行混合，可以实现对沉淀的初始分解，最终制备出BiFeO3粉体。李冬雯等[30]以五水合硝酸铋和六水合氯化铁为原料，以NaOH为矿化剂，在pH为12，180 ℃下密闭加热10 h的条件下，经研磨，制备出BiFeO3粉末。

1.2 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是将物质首先在低温溶液中反应，经水解、聚合等化学反应生成溶胶，而后转化成两相或多项的凝胶，然后经过干燥、煅烧等热处理形成最后的产品。该方法解决了高温固相反应中反应物之间扩散和组成的均匀性问题[31]。

Dheerendra等[32]将等摩尔质量的Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·6H2O分别溶于冰醋酸。然后在盐溶液中加入乙二醇并搅拌，直到溶液变得透明。然后，将溶液混合得到的凝胶用旋涂法在FTO玻璃上沉积。最后，将FTO[掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2∶F)，简称为FTO]玻璃在80 ℃烘干一夜后，放入马弗炉中，在500 ℃下煅烧2小时得到BiFeO3。Wu等[33]采用溶胶-凝胶法制备纳米BiFeO3。该工艺选用的原料为Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·6H2O，在溶液中加入适量的柠檬酸作为螯合剂。溶液在70 ℃搅拌3 h形成棕色透明凝胶，随后在120 ℃的烤箱中保存16 h得到干凝胶。然后，将干凝胶磨成粉末，转移到一个坩埚，以速率为5 ℃/min的速率加热到550 ℃并加热2 h。自然冷却后，产品粉末经去离子水多次洗涤后，在70 ℃下干燥8 h，得到纳米BiFeO3。Kumari等[34]也采用简单的溶胶-凝胶法在FTO镀膜玻璃基板上制备了BiFeO3薄膜。

1.3 共沉淀法

共沉淀法是指在金属盐的水溶液中通过对反应条件的调控，使沉淀剂与金属离子反应，将溶液转化为沉淀，而后再经分离、干燥或热分解而制得纳米级微粒的一种材料制备方法。该方法制备简单，成本低，得到的产品粒度分布均匀[18]。

Bavani等[35]采用共沉淀法合成了纳米BiFeO3，将1 g Bi(NO3)3·5H2O和0.8 g Fe(NO3)3·9H2O溶解在50 mL去离子水中。然后，加入KOH溶液，搅拌1 h后，将形成的反应共混物的pH调至12.0，最后，通过过滤分离得到的沉淀后用去离子水和乙醇持续冲洗，并在450 ℃退火2 h，制备出BiFeO3。Samran等[36]将Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·9H2O分别溶解于硝酸和去离子水中，把制备好的两种溶液混合搅拌，制得沉淀物，将沉淀研磨后于600 ℃下煅烧3 h，最终得到BiFeO3结晶。Wang等[37]采用化学共沉淀法在pH 9、600 ℃下烧结2 h的条件下合成了BiFeO3颗粒。Songul等[38]以Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·9H2O为原料，在室温条件下制备了前驱体和共沉淀溶液。并加入氨水控制pH，在不同的pH(10.64、11.32、11.58)条件下，制备出了不同晶粒尺寸的BiFeO3，考察了pH对粉体粒度性能的影响，得出纳米颗粒的尺寸一般随着pH的增加而减小。Nidhi等[39]以Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·9H2O为原料，采用软化学共沉淀法在不同的退火温度下(400、500、600 ℃)制备出了不同杂质相的BiFeO3颗粒。

1.4 其他方法

除了上述3种主要的制备方法外，BiFeO3的合成方法还有很多。常见的是在传统制备方法基础上进行改进，如微波、超声、化学试剂等辅助手段。

Han等[40]采用微波辅助水热法制备了钙钛矿BiFeO3微球。以Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·9H2O为原料，Na2CO3和KOH作为矿化剂。在500 W频率为2 450 Hz的微波炉中140 ℃恒温35 min，然后在80 ℃下烘干12 h，最终经研磨制得成品。Lizbeth等[41]也采用微波辅助水热法合成了BiFeO3，并通过热处理将Ag纳米粒子与BiFeO3结合在一起(Ag2O/BiFeO3-Ag)。Mahboube等[42]以柠檬酸为燃料，采用微波辅助溶胶-凝胶法成功合成了铋铁氧体(BiFeO3)纳米粉体。该方法以0.485 1 g Bi(NO3)3·5H2O、0.403 9 g Fe(NO3)3·9H2O为原料，加入0.333 g柠檬酸作为燃烧剂，再滴加硝酸直到Bi(NO3)3·5H2O溶解，然后滴加氨水使pH达到7。该混合物在功率为900 W的微波系统中进行10 min，直到燃烧至所获的深棕色粉末，得到的粉末在600 ℃的空气中以2 ℃/min的速度在熔炉中煅烧2 h，然后慢慢冷却到室温。Wang等[43]首次利用酒石酸辅助的溶胶-凝胶技术成功合成了BiFeO3，以Bi(NO3)3·5H2O和Fe(NO3)3·9H2O为原料，加入酒石酸为螯合剂，形成淡黄色透明溶液再搅拌2～3 h，然后在140 ℃下蒸发，得到凝胶前驱体，将凝胶前驱体在500 ℃的空气中煅烧1 h，得到BiFeO3纳米粒子。Li等[44]采用聚乙烯吡咯烷酮辅助水热法成功制备了一维、单晶的铁酸铋(BiFeO3)纳米棒。Jovana等[45]采用超声辅助溶胶凝胶法合成了BiFeO3纳米粉体。还有近几年发展起来的制备BiFeO3材料的新方法。Li等[46]以阳极氧化铝(AAO)为模板，采用模板法成功合成了壁厚超薄的中空BiFeO3纳米管。Thomas等[47]以介孔二氧化硅SBA-15为硬模板，预制金属羧酸盐为金属前驱体，采用纳米浇铸技术合成了粒径为5.5 nm的单分散BiFeO3纳米颗粒。所合成的粒子是迄今为止用任何方法制备的BiFeO3粒子中最小的。

2 BiFeO3光催化材料在废水处理中的应用

光催化是水和空气处理中最便宜、最环保的方法[48]，BiFeO3是新型铁电磁性材料，可以吸收太阳辐射来驱动所需的反应，修复环境中的污染物，能够完全分解有机污染物[49]。

但是现阶段BiFeO3对有机污染物的光催化活性还不能满足商业需要，所以大部分研究都聚焦在如何提高催化剂的光催化效果，此类研究又主要围绕催化剂的改进和反应条件的优化两方面展开[31]。

2.1 催化剂的改进

改善BiFeO3光催化的效果主要方法有离子掺杂、半导体复合、贵金属沉积等。这些方法的原理主要是降低BiFeO3的禁带宽度、抑制电子-空穴对复合的概率、改变催化剂的粒径、形态和比表面积等[50]。

2.1.1 离子掺杂

掺杂金属离子是铁酸铋光催化材料改性方法中常用方法之一，对于提高光催化材料的光催化活性有很大影响，金属离子会使BiFeO3的结晶度改变或晶格中形成缺陷。在受到可见光的照射时，金属离子会成为空穴或电子的俘获中心，即加快了电荷的转移速率，也使光致载流子有效分离[51]。

胡玉林等[52]采用双溶剂溶胶-凝胶法制备了不同比例掺Ni的铁酸铋BiFe1-xNixO3(BFNO,x=0、0.02、0.04、0.06、0.08)纳米粉。对刚果红溶液在可见光照射下进行光催化降解实验，其光致发光发射光谱结果如图1[52]所示，表明随着Ni掺杂量的增加，电子空穴的复合速率也越低，BFNO光催化活性明显增强。由刚果红的光催化降解曲线(图2[52])，可以看出，8%Ni掺杂的催化剂的催化效果最强。BFNO光催化活性增强可以归因于Ni掺杂效应导致的电子-空穴对复合效率的降低；掺Ni的BiFeO3粉末的吸收带边发生了红移，带隙呈减小趋势。

BFNO4、BFNO6、BFNO8分别表示Ni添加量为4%、6%、8%

C0为光照前刚果红溶液的浓度;Ct为光照时间t后的刚果红溶液的浓度

Li等[53]为了提高BiFeO3的光催化性能，也通过金属有机骨架化合物(MFOs)前驱体的热分解制备了掺杂不同摩尔浓度Y的BiFeO3纳米颗粒。结果表明Y掺杂导致BiFeO3的粒径和禁带宽度减小。Bi0.95Y0.05FeO3的光生电子空穴对的复合率最低，最佳的光催化活性为Bi0.95Y0.05FeO3。与纯BiFeO3相比，Bi0.95Y0.05FeO3在120 min内使甲基橙(MO)的降解效率提高了1.3倍。这可能是由于较大的光响应范围和较低的光生电子空穴对复合速率所致。Dhir等[54]将Bi(NO3)3·5H2O,Gd(NO3)3·3H2O和Fe(NO3)3·9H2O溶于乙二醇制备前驱体溶液。以与前驱体1∶1的比例加入酒石酸，搅拌得到棕色凝胶，最后在不同的温度下(450、550、650 ℃)煅烧4 h制得掺Gd的BiFeO3纳米粒子，结果显示，掺杂后的BiFeO3纳米颗粒的菱面体晶格结构被扭曲，BiFeO3纳米粒子的粒径变小，比表面积增大，增强了其磁学和电学性能。王家玺等[55]也用溶胶-凝胶法制备出了纯的BiFeO3以及不同Y3+浓度掺杂的BiFeO3纳米颗粒(Bi1-xYxFeO3)。研究发现相对纯的BiFeO3，掺杂Y3+不会改变晶格结构，但是减小了晶粒尺寸和禁带宽度。引入Y3+可以有效提高氧空位的含量，而氧空位可以降低空穴-电子对的复合率，提高载流子利用率。李文进等[56]利用低温热分解前驱体，快速地制备出了掺杂Ho3+的铁酸铋纳米颗粒，并以甲基橙为目标污染物进行光催化降解实验，经过分析，得出掺杂Ho3+的铁酸铋纳米颗粒光催化性能提高了30%，其磁性也增加了4倍。

2.1.2 半导体复合

半导体复合也是提高BiFeO3光催化活性的一种最常用的改性方法。与不同能级的半导体材料复合会在其界面间产生异质结，异质结构可以加快光致载流子的转移，提高电子空穴对的分离效率，也可扩展可见光响应区域，所以复合材料具有更高的光催化活性。与金属离子掺杂相比，与半导体材料复合不会改变催化剂的晶体结构。目前，较受欢迎的半导体改性材料有TiO2、g-C3N4、MOF、Ag3PO4、Fe2O3、GO、AuAg合金等[52]。Di等[57]通过沉淀法将Ag3PO4微粒子装饰在BiFeO3微长方体表面，得到p-Ag3PO4/n-BiFeO3异质结复合材料。(p表示复合材料中Ag3PO4为p型半导体结构，n表示复合材料中BiFeO3为n型半导体)用该复合材料在可见光照射下降解酸性橙7(AO7)。如图3[57]所示，该复合材料的光催化效率远高于纯BiFeO3。BiFeO3与Ag3PO4的结合抑制了光诱导电子和空穴的复合。复合材料的光催化活性明显增强主要是由于Ag3PO4/BiFeO3p-n异质结的形成导致了有效的光生电荷分离和界面电荷迁移。

图3 BiFeO3和Ag3PO4/BiFeO3复合材料在可见光照射下对AO7降解的光催化活性，及空白和吸收实验结果[57]

Sun等[58]采用水热法和光沉积的方法成功地制备了AuAg/BiFeO3复合材料。研究发现，AuAg/BiFeO3复合材料能增强光生电子和空穴的分离和迁移，在可见光区比纯BiFeO3表现出更强的光吸收。以酸性橙7(AO7)、苯酚和Cr(VI)为目标污染物，结果表明，修饰了AuAg合金纳米颗粒后，BiFeO3在分解有机物(AO7和苯酚)和还原Cr(VI)方面的光催化性能显著提高。司云晖[59]通过水热法制备出纯相BiFeO3，然后在BiFeO3中引入金属有机骨架(MOF)材料，成功制备了新型BiFeO3/MOF复合光催化剂。因为MOF材料具有较大的比表面积，所以使得光催化材料对目标反应物的吸附性大大提高。光催化降解亚甲基蓝实验结果表明，BiFeO3/MOF复合材料的降解效率相比于单独的BiFeO3和MOF分别提升15%和43%，达到93%。邸丽景[60]制备出具有p-n型的Ag3PO4/BiFeO3复合物，并用于降解酸性橙7，对其光催化机理分析得出，产生的p-n型异质结也可以增强电子空穴对的分离效率，加快光致载流子的转移，使其光催化活性得以提升。刘立华等[61]也采用水热法制备了氧化石墨烯负载球形花瓣状的铁酸铋(BiFeO3@GO)，结果显示，复合材料的光催化活性也得到了明显提高。

2.1.3 贵金属沉积

贵金属沉积对光催化活性的影响是通过界面电荷的分布与转移来实现的。因为BiFeO3与贵金属之间有费米能级差，通过可见光的照射，BiFeO3导带上的电子迁移到贵金属上，使费米能级差缩小并趋于相同，贵金属也能作为电子的捕获势阱，可以有效抑制光生载流子的复合，降低其带隙，提高光催化活性。目前，Ag、Au、Pt、Pd等贵金属都常用于BiFeO3贵金属沉积改性。

Navjot等[62]采用水热法制备了纯纳米BiFeO3颗粒，并用光沉积法在BiFeO3纳米颗粒表面沉积银纳米球。研究发现，银纳米球在BiFeO3表面的修饰使得BiFeO3纳米粒子的带隙变宽，即出现蓝移。观察到的蓝移确实是由于BiFeO3纳米颗粒与金属(银纳米球)的密切接触，银纳米球相对于BiFeO3纳米粒子费米水平较低，使光生电子从BiFeO3转移到Ag，从而减少电荷复合，使Ag修饰的BiFeO3纳米粒子在可见光下分解亚甲基蓝的光催化性能远优于纯BiFeO3纳米粒子，其费米能级电子跃迁原理如图4[62]所示。Zeeshan等[63]采用水热法合成了不同载银量的可见光光激活银掺杂纺锤形BiFeO3(Ag-BFO)磁性纳米复合材料。研究表明，Ag-BFO纳米复合材料具有较高的电子-空穴对分离效率和生成羟基(·OH)自由基的能力，对孔雀石绿染料、亚甲基蓝、日落黄、苯酚和2,4-二氯苯氧乙酸的降解表现出显著的光催化活性。Ag-BFO纳米复合材料可见光降解机理示意图如图5[63]所示。此外，Ag-BFO纳米复合材料在5次循环使用后仍保持其光活性和形貌稳定性，纯BFO和质量分数为3%Ag-BFO纳米复合材料在琼脂平板上对大肠杆菌和黄体杆菌的抑制带如图6[63]所示，表明Ag-BFO纳米复合材料比纯相BFO具有更高的抗菌活性。

为光激发后的费米能级；EF为光激发前的费米能级；h为空穴；e为电子；hv为光照能量

图5 Ag-BFO纳米复合材料可见光降解机理示意图[63]

图6 纳米复合材料在琼脂平板上对大肠杆菌和黄体杆菌的抑制带[63]

Zeeshan等[64-65]采用两步水热法成功合成了磁性可回收的Pd和Pt负载BiFeO3复合材料。证明适当的Pd和Pt含量可以提高可见光区的吸光度，有效地提高光生载流子的迁移能力。羟基自由基、空穴和过氧化氢是光降解的主要反应物。此外，通过研究Pd-BFO和Pt-BFO对不同菌类的抗菌活性，发现Pd-BFO和Pt-BFO也都具有优异的抗菌性能。Niu等[66]也通过水热合成、浸渍和热还原成功制备了Pt共催化剂修饰的BiFeO3(BFO)粒子。结果表明，平均粒径约为10 nm的Pt纳米粒子以金属状态良好地分散在BFO颗粒表面，Pt与BFO之间形成了亲密的异质结界面，增强了电子空穴对的分离效率。通过可见光照射下对甲基橙(MO)的光催化降解，与纯BFO相比，Pt/BFO光催化剂的光催化活性显著提高，是纯BFO光催化剂的5倍。此外，所制备的Pt/BFO异质结构光催化剂在5个连续循环中具有较高的稳定性和耐久性，有利于长期用于光催化降解有机污染物。

2.2 反应条件的优化

在光催化过程中，除了催化剂自身的性质外，反应的条件也会对反应产生巨大的影响。

2.2.1 光源

光源的种类对BiFeO3的催化活性有较明显的影响。县涛等[67]采用改进的聚丙烯酰胺凝胶法制备了BiFeO3纳米材料，对比了BiFeO3纳米颗粒在紫外光和可见光下对甲基橙(MO)降解效果。结果表明在紫外光下照射6 h，可见光下照射时间为14 h的降解效率分别约为71%和39%，可以看出，催化剂在降解甲基橙时，紫外光的照射催化效果更好。Zahra等[68]也对比了在紫外和可见光的照射下，BiFeO3粉体降解四环素(TC)的效果，光催化实验表明，紫外光照射下BiFeO3对四环素(TC)的降解效率比可见光照射下高出7.2%。

2.2.2 pH

pH对半导体光催化剂的影响也很显著。但对于不同的目标污染物，pH对光催化效果的影响不一。王力等[69]采用溶胶-凝胶法制备了BiFeO3纳米颗粒，在不同pH(2.5～6.5)的条件下，研究了BiFeO3对罗丹明B的光催化降解实验，如图7[69]所示，随着溶液pH降低，BiFeO3光催化效率明显提高。这可能是由于光催化反应主要发生在催化剂表面，因此较低的pH有助于罗丹明B吸附在BiFeO3纳米颗粒表面，从而提高BiFeO3颗粒光催化活性。郭效军等[70]也在不同pH(2～11)的条件下，用BiFeO3纳米颗粒光催化降解结晶紫染料废水，并探究了不同pH对结晶紫褪色率的影响。得出随着pH增加结晶紫染料废水的褪色率先增加后降低。在pH为8.0时染料褪色率达到了99%以上，效率最高。Han等[71]采用微波辅助水热法制备了钙钛矿BiFeO3微球，并将其用于水溶液中双氯芬酸(DCF)的分解，研究了不同pH(3～9)对降解效果的影响，结果表明pH为4.0～7.0时对双氯芬酸降解的影响不显著，pH为9.0时，DCF降解受到显著抑制。

C0为罗丹明B初始浓度;C为降解后溶液中罗丹明B浓度

2.2.3 催化剂的浓度

催化剂的浓度也是影响催化反应效率的因素之一。巴图图拉格等[72]研究了不同浓度的催化剂对降解甲基橙的催化反应效率的影响，如图8[72]所示，在光照6 h后，浓度为0.53 g/L的催化剂对甲基橙的降解率为36%。这是因为催化剂浓度低，对可见光的利用率也低，随着其浓度增加，甲基橙的降解率亦快速提高，当增加到3.18 g/L时，光照6 h甲基橙的降解效率达到了88%，极大地提高了光的利用率。继续增加其光催化剂的浓度，甲基橙的效率没有明显的提高，作者认为这可能是由于催化剂颗粒间的相互阻挡，使可见光利用率未有明显增加。

图8 催化剂浓度对光催化性能的影响[72]

3 结论与展望

BiFeO3作为一种新型的光催化剂，相对于传统的催化剂来说，具有更窄的带隙，可以在可见光下反应，更优良的铁磁性，使之可以回收利用，无毒、便宜，可高效降解有机污染物，在实际生产中，能有大规模生产的可能，但还需要进一步研究完善。得出如下结论。

(1)运用现在的制备方法，大多都会出现杂相，影响铁酸铋的性能，所以探究新的制备方法，或者在原有的方法上进行改进是未来研究者们可以关注的一个方向，如加以微波或化学试剂辅助合成、改变反应温度或pH等。

(2)寻找合适的改性手段，以提高光催化效果。如改变禁带宽度、提高价带位置以增强光生电子的氧化能力、降低导带位置以增强光生空穴的还原能力、抑制电子-空穴对复合的概率、改变催化剂的粒径和比表面积等。

(3)对于污染物的降解不应仅局限于实验室配置的污染物，应结合环境科学中实际产生的污染物进行降解，如对废水中的化学需氧量(chemical oxygen demand，COD)、含氮、磷的富营养物质、难降解有机物等进行降解实验；对于铁酸铋及其改性物质的抗菌性研究也有待加强，抑制废水中的细菌、真菌等微生物污染更切合实际应用。

(4)对铁酸铋的光催化机理探究，具体光催化反应中起作用的活性物种有哪些；产生的活性物种以怎样的形式存在，是吸附于颗粒表面还是游离于溶液中，这些研究都有助于加深对光催化机理的认识，进而有效地提高其光催化效果。

(5)现阶段制备的铁酸铋材料多为粉末和薄膜，材料回收率得不到保证，除了增强材料的磁性外，也可改变材料的形态做成纳米棒、纳米纤维等更加规则的纳米材料以提高其降解效率和回收率。