【摘 要】
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钒酸铋（BiVO4）作为钒酸盐的一种,它具有合适的能带结构,较宽的光吸收范围以及稳定的化学性质等优点,使得BiVO4在光催化降解污染物、光电化学（PEC）水裂解方面具有优异的前景。但是单一的BiVO4光催化效率较低。因此本研究通过掺杂,半导体耦合,助催化剂修饰的改性方法来提高BiVO4的性能。采用静电纺丝结合煅烧工艺将Co掺杂BiVO4纳米纤维与Bi2O3复合形成了p-n异质结Co-BiVO4/B
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钒酸铋（BiVO4）作为钒酸盐的一种,它具有合适的能带结构,较宽的光吸收范围以及稳定的化学性质等优点,使得BiVO4在光催化降解污染物、光电化学（PEC）水裂解方面具有优异的前景。但是单一的BiVO4光催化效率较低。因此本研究通过掺杂,半导体耦合,助催化剂修饰的改性方法来提高BiVO4的性能。采用静电纺丝结合煅烧工艺将Co掺杂BiVO4纳米纤维与Bi2O3复合形成了p-n异质结Co-BiVO4/Bi2O3。通过Co掺杂,提高了BiVO4对可见光吸收与利用效率,而Co-BiVO4与Bi2O3复合后形成p-n异质结,有效地降低了光生电子和空穴的复合,提高了Co-BiVO4/Bi2O3催化剂的光催化性能。与纯BiVO4和Bi2O3相比,3Co-BiVO4/Bi2O3表现出最佳的光催化性能,在90 min内对Rh B的降解率达97.3%,同时在40 min内对MBT的降解率达97.7%。此外采用HPLC-MS分析了MBT的中间降解产物。最后对光催化降解机理进行了分析。这项工作为设计光催化剂降解有机污染物提供了一个简单有效的思路。通过静电纺丝法和水热法制备了一种新型的异质结构BiVO4-Ni/Ag VO3纳米纤维。BiVO4光催化性能的提升,得益于Ni掺杂和Ag VO3耦合的协同策略,与BiVO4相比,BiVO4-Ni/Ag VO3的比表面积和可见光吸收均有所增加。同时,通过形成的杂质能级和异质结有效提高了光生载流子的分离效率。因此,最优的BiVO4-Ni-1/Ag VO3-25光催化剂在80 min内对Cr6+的光催化还原率达到99.7%,在30 min内对Rh B的降解率达到98.6%。此外,通过自由基捕获实验和能带匹配解释了BiVO4-Ni/Ag VO3的Z型电荷转移机理。Z型异质结BiVO4基光催化剂的成功制备在光催化降解污染物和还原金属离子方面具有重要的应用前景。通过电化学沉积法结合煅烧及浸渍法制备了具有高性能PEC水分解的BiVO4/Co Ni OOH复合光阳极。该阳极在1.23 V vs.RHE时,其光电流密度达1.2m A/cm~2,大约是BiVO4光阳极（0.55 m A/cm~2 1.23 V vs.RHE）的2.1倍。经过Co Ni OOH助催化剂的修饰有效提高了BiVO4光阳极的光电转换效率,水氧化动力学反应,偏置光子电流效率,电荷分离与转移速率和降低了起始电位。此外,经过助催化剂修饰的BiVO4光阳极经过8000 s的稳定性测试,仍保持稳定的光电流密度,助催化剂的修饰有效降低了BiVO4光阳极的光腐蚀。
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