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V2O5在光催化剂、化学感应材料、固态离子电池、电化学设备和光电转换器等领域具有广泛的应用。V2O5半导体氧化物具有相对较低的能隙值(2.3eV),为光催化剂材料提供广泛的光吸收范围。由于V2O5在光催化反应中产生的光生电子和空穴对很容易复合,导致其在可见光区低的光催化效率降低。因此,如何制备和改善V2O5光催化材料的光催化活性,使其在可见光区具有高效的催化活性成为其研究领域的主要方向之一。本文旨在研究以静电纺丝技术结合溶胶凝胶法制备V2O5微纳米纤维,经过程序控温热处理获得具有光催化性能的V2O5微纳米棒。采用XRD、FT-IR、UV-Vis、XPS和FE-SEM等分析测试手段对V2O5微纳米棒的结构进行表征,以亚甲基蓝(MB)为光催化反应模型,对其光催化性能进行测试,探讨烧结温度、W/Mo过渡元素掺杂量对V2O5微纳米棒的结构和光催化性能的影响,并进一步分析其光催化机制。(1)采用静电纺丝法结合溶胶过程制备PVP/NH4VO3微纳米纤维,热处理后得到表面光滑、结晶度良好的钒赭石斜方V2O5微纳米棒,微纳米棒长度为5μm,直径约为300nm,粒子大小为28nm左右；在结合XPS和UV-Vis等实验方法的基础上,我们分析了这些微纳米棒的化学组成,微纳米棒表面出现了V3+、V4+和V5+离子,可见光区最大吸收波长可达570nm。实验表明,制备的V2O5微纳米棒晶体结构存在氧空位和杂质能级,由于杂质能级V5+/V4+或者V4+/V3+的影响,能隙值变小,缩短了光生电子的迁移距离,催化剂的光吸收范围拓宽,光催化活性增强。550℃煅烧后的V2O5微纳米棒对MB光降解效率最高可达74.5%。(2)采用静电纺丝法结合溶胶过程制备Mo或W元素掺杂的PVP/NH4VO3微纳米纤维,热处理后得到结晶度良好、表面光滑的钒赭石斜方V2O5微纳米棒,微纳米棒直径约320nm,长度为5-8μm,粒子大小为30nm左右；结合XPS和UV-Vis等实验方法,分析了掺杂后微纳米棒的形态变化和晶体结构的变化,掺杂10%W掺杂的V2O5微纳米棒探测到了WO3的晶相,Mo掺杂后并没有探测到明显的MoO3的晶相,Mo掺杂的V2O5微纳米棒在可见光的最大吸收波长为547nm,W掺杂的为545nm,掺杂后的光吸收相比较于纯V2O5微纳米棒均有稍微的蓝移。5%Mo掺杂600℃煅烧后的微纳米棒和10%W掺杂600℃煅烧后的微纳米棒催化效率均达到80%以上,光吸收范围有所变窄,Mo6+或者W6+离子掺杂后,导致了V205微纳米棒电荷不平衡,从而会产生晶格缺陷,掺杂后的过渡金属离子可能充当浅电子陷阱,能够有效分离电子-空穴对,提高了光催化性能。