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BiVO4因响应可见光,具有成为高效新型光催化剂的潜质而受到广泛关注。本实验通过水热法,以Bi(NO3)3为Bi源,NaVO3为V源,通过Na2CO3来调节体系pH值,制备了钒酸铋光催化剂,并利用XRD、SEM、TEM、EDS、DRS及PL等表征手段,对其晶体结构、微观形貌、能带结构等进行了分析研究。在可见光照下,以亚甲基兰为目标降解物,考察了其光催化活性。结果表明,通过调节体系pH值便可获得具有不同晶体结构的钒酸铋,当pH<9时,制备获得的均为单斜晶系白钨矿型BiVO4;而当pH≥9时,得到的为Bi2V4O11。另外,pH值对样品的微观形貌、禁带宽度、光催化活性等也具有显著的影响。同时,也考察了反应温度,反应时间等条件对光催化剂性能的影响,结果表明,在pH=0.2,150°C下水热反应24h制备获得的单斜晶系白钨矿型BiVO4具有最高的光催化活性,在可见光下照射200min,对MB的脱色率达99.2%。
对BiVO4光催化剂进行了金属离子掺杂改性研究,结果表明,Co2+、Ni2+、Ho3+、Eu3+的掺杂均在不同程度上提高了BiVO4的光催化活性,并且对于这四种金属离子来说均存在最佳掺杂浓度,Co2+为0.3wt%,Ni2+为1.0wt%,Ho3+及Eu3+均为0.1wt%。Fe3+的掺杂则降低了BiVO4的光催化活性。
此外,采用水热法制备了TiO2/BiVO4复合光催化剂,并考察了其光催化活性,结果表明TiO2/BiVO4复合光催化剂的催化活性明显高于在相同条件下制备的BiVO4,另外,也对相关的提高光催化活性机理进行了讨论。