納米釩酸鉍黃色顏料的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、釩酸鉍是一種性能優(yōu)良的黃色無機(jī)顏料，而且它具有光催化性、鐵彈性等特性，因此這種材料不僅作為顏料廣泛應(yīng)用于食品、玩具、塑料、轎車漆、油墨等領(lǐng)域，而且在光催化等領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。水熱方法是一個典型的軟化學(xué)方法，被廣泛用于制備金屬氧化物納米材料。水熱方法可以制備出高結(jié)晶度的產(chǎn)物，且產(chǎn)物的純度高，粒度分布窄，分散性好。而且還可以通過調(diào)節(jié)水熱反應(yīng)條件來控制產(chǎn)物的形貌和物相結(jié)構(gòu)。目前，已利用水熱技術(shù)制備了多種納米材料例如：量子點(diǎn)(納米顆粒或

2、納米晶)、一維納米材料(納米纖維、納米帶、納米管、納米棒)、二維納米材料(納米片或納米盤)以及其它的納米結(jié)構(gòu)材料。在本文中，通過水熱方法制得了不同形貌的釩酸鉍納米材料，研究了BiVO<,4>納米材料的微觀結(jié)構(gòu)和形成過程，探討了微觀結(jié)構(gòu)和產(chǎn)物性質(zhì)的關(guān)系，考察了反應(yīng)參數(shù)對產(chǎn)物形貌和物相結(jié)構(gòu)的影響。 (1)使用十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)作為添加劑來控制顆粒形貌，通過溫和的水熱反應(yīng)制備了厚度為10-40nm，具有(010)優(yōu)勢晶面

3、的BiVO<,4>納米片。通過X-射線衍射(XRD)，配有X-射線能量彌散光譜(EDS)的場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)，X-射線光電子光譜(XPS)，紅外光譜(IR)，透射電子顯微鏡(TEM)及高分辨透射電子顯微鏡(HR-TEM)對制備所得納米片進(jìn)行了表征。對形成機(jī)理及反應(yīng)溫度及時間對產(chǎn)物的影響做了研究，納米片的形成過程是經(jīng)過一個兩步結(jié)晶過程：首先，無定形的前驅(qū)體結(jié)晶形成四方相納米晶，然后在SDBS存在的情況下四方相納米晶聚集并

4、轉(zhuǎn)變成單斜相納米片。紫外可見漫反射光譜顯示相對于塊體材料而言此BiVO<,4>具有突出的光譜反射選擇性及優(yōu)異的顏色性質(zhì)，表明納米片的顏料性能大大優(yōu)于塊體材料。另外相對于塊體材料，在太陽光照射下對于降解RB，納米片具有很高的光催化活性，這意味著它在太陽光催化方面具有潛在應(yīng)用價值。 (2) 通過簡單的一步法水熱過程合成了啞鈴形單斜相BiVO<,4>顆粒，顆粒長為2-4μm，兩端直徑為2-3μm，中間直徑為1-2μm。通過XRD、SE

5、M、FE-SEM、TEM、HRTEM、IR等技術(shù)對BiVO<,4>的啞鈴形顆粒進(jìn)行了深入的表征。整個啞鈴形結(jié)構(gòu)是由很多50-100nm的小顆粒組成的。啞鈴形顆粒的形成是一個聚集生長的過程，首先是粒徑小于lOnm的納米粒子定向聚集形成50.100mn的二級粒子，然后這些二級粒子再聚集形成微米級的啞鈴形結(jié)構(gòu)。因此啞鈴形顆粒是一個典型的多級納米結(jié)構(gòu)。啞鈴形顆粒的大小、形貌和物相結(jié)構(gòu)因反應(yīng)條件的不同而變化。這一具有多級納米結(jié)構(gòu)的啞鈴形顆粒的研究