环境污染和能源短缺是当前人类面临的重大挑战,利用新型高效的可见光响应光催化材料将低密度的太阳光能转化为高密度的化学能,并直接利用太阳光在常温下光催化降解、矿化有毒有害污染物,净化水和空气达到环境净化的目的,越来越受到科学工作者的重视。钒酸铋具有可见光催化性能,在光催化领域具有很好的应用前景。 本文是在这一背景下,研究采用微波辅助加热法合成可见光响应型的钒酸铋粉体及钒酸铋与二氧化钛复合光催化剂,并进行了光催化性能的研究。其内容包括以下几个方面： 以NaVO3溶液和Bi(NO3)3·5H2O的硝酸溶液为反应物,在10 min-40 min内合成了纳米钒酸铋粉末。利用XRD、Raman、FTIR等手段研究了反应时间对产物结构及尺寸的影响,证明了相转变的过程。TEM和SEM分析表明不同的反应时间条件下样品呈现不同的形貌特征。本实验条件下,随着微波辐照时间的延长,四方相钒酸铋逐渐向单斜相钒酸铋转变,微波反应时间越长越有利于单斜相BiVO4的制备。与其他合成方法相比,反应时间大大缩短,提高了合成效率。另外,在相同时间内,随着功率的提高,有利于单斜相钒酸铋的形成。所以能够通过调节反应时间和微波功率来控制合成纯的四方相和单斜相,合成方法十分简单,是一种环境友好的快速合成工艺。 不同反应时间下获得样品的光催化性能的结果表明,微波反应时间对BiVO4结构的转变及光催化性能的改变起到了重要的作用。通过紫外-可见漫反射测试上述样品的带隙,四方相钒酸铋为2.9 eV,单斜相钒酸铋为2.4 eV。选用甲基橙和罗丹明B为目标污染物测试样品的可见光光催化降解有机物性能。采用气相色谱法,在自制的光催化测试系统中,在AgNO3溶液中测试样品的可见光催化产氧性能。表明单斜相钒酸铋比四方相钒酸铋有更好的可见光催化性能。 采用微波方法制备钒酸铋与二氧化钛复合粉体,利用XRD、Raman和TEM等手段研究了不同成分含量的复合样品产物成分,相结构及形貌特征。通过紫外-可见漫反射的测试证实了通过单斜相钒酸铋的复合,样品的吸收边向可见光范围移动。选用甲基橙和罗丹明B为目标污染物测试样品的光催化降解有机物性能。