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纳米钒酸铋(BiVO4)具有可见光催化活性,是一种新型的纳米半导体光催化剂,在处理难降解有机废水方面具有较好的开发应用前景。本研究中采用水热合成法,通过改变合成条件成功地制备出纳米T形BiVO4、柱状BiVO4、麦穗状BiVO4光催化剂,通过电子扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积和孔径分析仪(BET)、紫外可见分光光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)等手段对其表面形貌、晶型、粒径、光化学性质等进行了表征,探讨了纳米BiVO4的特性及其光催化活性,并与商业P25-TiO2作了对比。以降解率作为评价指标,系统研究了合成的BiVO4光催化剂在模拟太阳光照下光催化降解亚甲基蓝(MB)、甲硝唑(MNZ)的活性,并对其进行了动力学分析,从而为纳米BiVO4光催化剂的制备和处理难降解染料和药物及个人护理品(PPCPs)废水的实际应用提供了理论依据。研究结果表明:1.十二烷基苯磺酸钠辅助合成纳米BiVO4光催化剂及光催化性能的研究:采用水热法并以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为软模板,通过调节溶液pH制备出T形纳米BiVO4光催化剂,该催化剂属于单斜白钨矿型,由长约0.5-1μm的棒状体组成,其纯度较高、颗粒大小均一、光学性质好;T形纳米BiVO4具有较好的光催化性能,经过60min的模拟太阳光照,亚甲基蓝(MB)的降解率能够达到95%,比商业P25-TiO2的高19%。且光催化降解反应符合一级动力学。2.纳米BiVO4光催化剂最佳合成条件及光催化性能的研究:采用正交试验优化出了纳米BiVO4光催化剂的制备条件:水热时间为18h,反应物硝酸铋与偏钒酸铵的比例为1:1,反应溶液pH为6.0,表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)及其添加量为2mmol。纳米BiVO4的XRD图谱说明,合成的BiVO4属于单斜白钨矿结构,且结晶性良好。通过UV-Vis和PL对其光学性能进行表征,表明光学性能较好,经过60min模拟太阳光光照,柱状纳米BiVO4可以将一定浓度的MB废水完全脱色,而经过180min模拟太阳光照,对甲硝唑的降解率也能达到65%。3.超声辅助合成纳米BiVO4光催化剂及光催化性能的研究:采用超声辅助水热法,并分别以硝酸、氨水作为溶剂,首次制备出麦穗状纳米BiVO4,该催化剂属于单斜白钨矿晶型,麦穗由许多粒径为40-100nm的麦粒儿组成;BET结果表明,该催化剂的比表面积是4.3499m2·g-1。以PPCPs中的甲硝唑为目标降解物,经过180min的模拟太阳光照,甲硝唑的降解率达到72%;在相同的实验条件下,其光催化效率比P25-TiO2高30%左右。