釩酸鹽光催化劑的制備及光催化性能研究.pdf

1、目前，多相光催化研究較多、活性較高的TiO2和ZnO等寬禁帶半導(dǎo)體材料，僅能被紫外光激發(fā)。而實際到達(dá)地表的太陽輻射能量集中于460～500nm波長范圍，紫外成分(300-400nm)不足5％，因此如何高效利用自然光進(jìn)行光催化反應(yīng)，開發(fā)能夠被可見光激發(fā)的光催化劑正日益引起人們的興趣。
　　FeVO4作為一種新型可見光響應(yīng)型光催化材料，由于具有較高可見光催化活性、較窄能隙等優(yōu)點引起了人們廣泛的關(guān)注。本論文鑒于FeVO4光催化材料良好的

2、應(yīng)用前景，利用溶膠-凝膠法，以玉米秸稈為模板制備了FeVO4光催化劑，并對其微觀結(jié)構(gòu)與形貌，生長機(jī)理及其可見光催化活性進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上為了進(jìn)一步提高FeVO4光催化活性，制備了非金屬N和S單摻雜，以及N-La共摻雜FeVO4，并通過XPS、XRD、SEM、BET和UV-Vis等一系列手段對其進(jìn)行表征和分析。
　　(1)以玉米秸稈為模板制備的FeVO4均為三斜型FeVO4，550℃煅燒4h時制備的樣品很好的復(fù)制了玉米秸稈的微觀

3、片狀結(jié)構(gòu)，光照14h對甲基橙溶液的脫色率達(dá)80％左右，較未以模板制備的FeVO4提高34％左右。分析表明，光催化劑的形貌是其光催化活性提高的主要原因。
　　(2)非金屬N摻雜FeVO4結(jié)果表明:摻雜N前后，F(xiàn)eVO4均為三斜型，N取代了FeVO4晶格中O形成了N-Fe-O鍵，產(chǎn)生了雜質(zhì)能級，N摻雜導(dǎo)致FeVO4表面形成了大量束縛單電子的氧空位，產(chǎn)生缺陷能級，二者共同作用致使帶隙窄化，光吸收帶紅移。光催化降解結(jié)果表明:N摻雜能有效提

4、高FeVO4的可見光催化活性。當(dāng)摻雜N15％(摩爾比)時，樣品活性最高，光照100min對甲基橙的脫色率達(dá)56％左右，遠(yuǎn)高于未摻雜的脫色率(16.7％)。
　　(3)非金屬S摻雜FeVO4結(jié)果表明:摻雜S前后，F(xiàn)eVO4均為三斜型;摻雜后樣品的表面形貌產(chǎn)生了變化，比表面積輕微增大;摻雜的S取代FeVO4晶格氧，生成更多的氧空位及Fe2+，同時增強(qiáng)了樣品的光吸收性能。在可見光照射下，通過光催化降解甲基橙溶液評價S摻雜對FeVO4光催

5、化劑活性的影響。當(dāng)S摻雜（摩爾比）為6％時，F(xiàn)eVO4對甲基橙溶液的脫色率較未摻雜前提高約49％。
　　(4)N-La共摻雜FeVO4結(jié)果表明:N-La共摻雜使FeVO4光催化活性更好的得到改善:其中15N-0.1La-FeVO4樣品活性最高，制備的光催化劑對溶液中甲基橙的可見光催化效果最佳，80min對甲基橙溶液的脫色率達(dá)到92.5％。共摻雜樣品均為三斜型，且N、La摻雜使晶粒細(xì)化，可見光區(qū)的吸收能力增加，禁帶寬度變小，由于N與