窄帶半導(dǎo)體InVO-,4-摻雜TiO-,2-薄膜可見光催化性能的研究.pdf

1、InVO4作為一種新型窄禁帶半導(dǎo)體材料，具有可見光波段的光催化性能。本文以氯化銦(InCl3)、偏釩酸銨(NH4VO3)和輕氫氧化鉀(KOH)為原料，采用低溫回流法制備了InVO4溶膠，這有效的降低了合成InVO4的溫度。將上述InVO4溶膠與實(shí)驗(yàn)室自制的回流的過氧鈦酸溶膠(RS溶膠)混合獲得混合溶膠，以此混合溶膠為前驅(qū)體制備了InVO4-TiO2復(fù)合光催化薄膜和梯度薄膜。通過各種表征手段討論了工藝參數(shù)對(duì)回流處理最終產(chǎn)物物相、晶粒形貌、

2、溶膠穩(wěn)定性、復(fù)合薄膜的吸光性能及光催化活性的影響。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在回流制備工藝過程中，反應(yīng)體系的pH值、回流時(shí)間和不同工藝路線對(duì)目標(biāo)相的生成具有重要的影響。當(dāng)pH值為8時(shí)，體系中可形成結(jié)晶度較好的InVO4晶粒。隨著回流時(shí)間的增加，溶膠中的晶粒分散性會(huì)得到明顯的改善，InVO4晶粒尺寸出現(xiàn)逐步增大的趨勢(shì)。根據(jù)晶粒表面化學(xué)梯度模型討論了InVO4溶膠在回流條件下形成的機(jī)理，其過程可以認(rèn)為是在In(OH)3晶體表面形成化學(xué)梯度環(huán)境

3、，Vo43-單體和In3+離子通過原位重排而轉(zhuǎn)變?yōu)檎幌郔nVO4晶體。 本實(shí)驗(yàn)還進(jìn)行了InVO4-TiO2復(fù)合光催化薄膜和梯度薄膜在可見光照射下的光催化活性測(cè)試。結(jié)果表明在可見光照射下，10層復(fù)合光催化薄膜表現(xiàn)出最好的活性；在可見光照射12 h后，InVO4摻雜量為3.0wt％的復(fù)合薄膜對(duì)甲基橙的單片試樣脫色率達(dá)到了33.8％。這是因?yàn)?，兩種半導(dǎo)體復(fù)合時(shí)形成了同型異質(zhì)結(jié)，InVO4的外層電子吸收能量從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，這個(gè)激發(fā)