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能源危机和环境污染是过度依赖化石燃料带来的两个重大问题,寻找清洁可再生的能源是解决这两大问题的有效途径。光催化分解水产氢是实现太阳能转化的新技术,开发高效的可见光分解水的光催化剂是实现光催化技术实用化的基本条件。因为产氧反应是限制光催化分解水速率的主要步骤,所以研究具有高效的可见光分解水产氧能力的光催化剂是必要的。另一方面,发展环境友好、成本低廉、稳定性好并且可以重复利用的用于污染物光降解的光催化剂也是一个值得探索的课题。单斜相BiV04作为一种可见光响应的窄带隙半导体光催化剂,具有稳定性好、能带结构合适、无毒且环境友好等优势,被广泛应用于光催化分解水产氧和有机物降解,近年来成为光催化领域的研究热点之一。但是一般的BiV04光催化剂受制于光生载流子迁移率低、分离效率较低、光吸收效率一般等缺陷,其实际光电转换效率仍远低于理论值。在此基础之上,针对单斜相BiVO4存在的缺点,本论文合成了空心十字形的BiVO4/Bi2S3异质结和BiVO4微米管,并应用于光催化降解Cr6+离子和光催化分解水产氧,主要内容如下:(1)首先合成NH4V4O10纳米带,以NH4V4O10纳米带为V源,BiCl3为Bi源,用水热法合成十字形BiVO4纳米片。在十字形BiV04纳米片的基础上,以Na2S作为S源,采用简单的基于离子交换法的水热法制备了空心十字形的BiV04/Bi2S3异质结结构。异质结中BiVO4和Bi2S3的比例可以通过控制水热反应过程中的S/V比来调节。异质结可以实现光生电子和空穴在空间上的分离,从而提升了光生载流子的有效寿命,其内部十字形的空心结构也增加了电子的传输面积。得益于增强的光吸收、光生载流子分离效率以及独特的管状结构,BiVO4/Bi2S3异质结表现出良好的可见光催化还原Cr6+离子的活性。(2)以BiCl3为Bi源,NH4V03为V源,乙醇胺为形貌调节剂,采用简单的一步水热法制备了截面为内凹四边形的BiVO4微米管。通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜的分析,这种独特的微米管由四组BiVO4的{001}晶面族构成,每组包含两个夹角为钝角并轻微内凹的晶面。并且BiV04微米管整体呈现出两头宽,中间窄的独特形貌。本文主要研究了 BiV04微米管在可见光下催化分解水产氧的性能。