光催化还原是一种将高毒Cr(VI)转化为低毒Cr(III)的绿色技术。传统g-C₃N₄光生电子-空穴复合率高。g-C₃N₄和BiOI均是可见光响应半导体，且能带结构恰好构成S型异质结。S型异质结内部电场驱动光生电子和空穴在空间上朝着最有利的方向转移：具有更强还原能力的g-C₃N₄的导带电子被保留，而具有更强氧化能力的BiOI的价带空穴被保留。这种空间电荷分离机制，极大地提高了光生载流子的利用效率。实验结果证实，该S型异质结对Cr(VI)的光催化还原速率是纯g-C₃N₄的15倍，在可见光照射30分钟内即可将10mg/L的Cr(VI)完全还原。共存离子和pH影响实验表明，其在较宽的pH范围（3-7）内均有效。该工作为设计高效光催化去除水中重金属离子提供了清晰的异质结设计理念。

标签: