釩酸鉍光催化材料的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、隨著全球性能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，能有效利用太陽能實(shí)現(xiàn)光催化制氫或降解污染物的可見光催化技術(shù)及其材料的制備與開發(fā)，已成為材料學(xué)、化學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。BiVO4作為一種新型可見光響應(yīng)型光催化材料，由于具有較窄能隙、較高可見光催化活性等優(yōu)點(diǎn)引起了人們廣泛的關(guān)注。
　　 鑒于BiVO4光催化材料良好的應(yīng)用前景，本論文利用不同的方法制備了BiVO4微米管，并對其微觀結(jié)構(gòu)與形貌，生長過程與機(jī)理及其可見光催化性能進(jìn)行了

2、研究。首先，在水熱條件下，以異丙醇為誘導(dǎo)劑，制備出結(jié)晶良好的具有白鎢礦結(jié)構(gòu)的BiVO4四方管狀顆粒。該微米管呈現(xiàn)出明顯的四方對稱性，長約5～8μm，管徑約1μm，管壁厚在100～150nm之間。通過異丙醇添加量和保溫時間等反應(yīng)條件的改變，發(fā)現(xiàn)當(dāng)異丙醇添加量為20％，保溫時間為1小時即可得到發(fā)育良好的BiVO4微米管。同時，還發(fā)現(xiàn)異丙醇對顆粒形貌有重要的影響，未添加異丙醇合成的BiVO4粉體以梳狀顆粒為主，而異丙醇誘導(dǎo)合成的BiVO4粉體

3、則為四方管狀結(jié)構(gòu)。光催化測試表明，該BiVO4微米管對羅丹明B有明顯的降解作用，可見光照射4h對其降解率可達(dá)99％。
　　 利用環(huán)境友好的綠色溶劑-低溫離子熔鹽對BiVO4光催化材料進(jìn)行了制備研究。實(shí)驗(yàn)中，以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3為原料，以氯化膽堿和尿素組成的低溫離子熔鹽為反應(yīng)介質(zhì)，制備出了具有紡錘狀外形的BiVO4微米管，并對其生長過程與生長機(jī)理進(jìn)行了初步探討。研究發(fā)現(xiàn)，該BiVO4微米管長約10～15μm，

4、直徑為1.5μm左右，管壁厚約為200nm左右；由于反應(yīng)過程中BiOCl的離子濃度調(diào)控與有機(jī)分子的誘導(dǎo)析晶共同作用下導(dǎo)致了紡錘形微米管結(jié)構(gòu)的形成。另外，還著重研究了pH值和反應(yīng)溫度對BiVO4顆粒物相與形貌的影響，發(fā)現(xiàn)pH值對BiVO4顆粒形貌影響最為顯著，隨著pH值的變化可分別合成出具有柱狀、紡錘形微米管、柱狀微米管和針柱狀單斜相BiVO4顆粒。光催化測試表明，這些BiVO4顆粒在可見光范圍都具有一定的光催化活性，其中紡錘狀微米管對羅