可见光催化剂钒酸铋的可控合成及性能研究

摘要： 采用微波水热法, 以BiVO3·5H2O和NH4VO3为原料, 通过调控前驱液pH可控合成了不同晶体结构的可见光催化剂BiVO4。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-Vis)、拉曼光谱(Raman)和场放射扫描电镜(SEM)等手段对所制备的样品进行了表征和分析, 探讨了不同晶体结构BiVO4的形成机理; 同时以亚甲基蓝和一氧化氮为降解对象, 考察了样品的光催化性能。结果表明, 当前驱液pH为3~5时, 制备的BiVO4为四方锆石结构(z-t), 形貌为微米球; 前驱液pH小于2或大于7时, 制备的BiVO4为单斜白钨矿结构(s-m), 形貌为多面体。这可能是由于前驱液pH的变化, 致使前驱液中钒酸根离子和铋离子的存在形式发生了转变, 进而影响BiVO4的形成历程, 使得BiVO4样品的晶体结构、形貌、晶面裸露以及VO4四面体等发生了改变。光催化试验结果表明, BiVO4(s-m)光催化活性优于BiVO4(s-t)。当前驱液pH为9时, 制备的BiVO4(s-m)样品由于结晶度高、 (040)晶面暴露率高和VO4四面体畸变程度大, 表现出优异的光催化活性。