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近年来,水体污染已成为人类社会面临和亟需解决的重大课题。在众多水处理技术中,光催化氧化法以其环保、高效、节能而越来越受到人们的重视。纳米尺度的TiO2被认为是一种极具前途的光催化剂,但由于其带隙较宽、光生载流子的复合率高等缺点而限制了它的实际应用。因此,制备和研究新型的高活性光催化剂是很有必要的。钒酸盐是一类极具潜力的光催化剂,已报导的如BiVO4、InVO4、Ag3VO4等都具有很窄的带隙宽度,从而能够更充分地利用太阳能光催化降解污染物。本文首先以硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)和偏钒酸铵(NH4VO3)为原料,通过氨水沉淀获得BiVO4先驱体;然后采用低温熔盐法,在先驱体与熔盐(复合熔盐46wt%NaNO3+54wt%LiNO3或LiNO3熔盐)比例为1:8的条件下,分别于不同温度下煅烧8h合成出了形貌各异、大小不同、结晶度良好的BiVO4粉体;以硝酸钇(Y(NO3)3·6H2O)和偏钒酸铵(NHO4VO3)为原料,通过氨水沉淀获得YVO4先驱体:再采用低温熔盐法,在先驱体与熔盐比例为1:8的条件下,分别于不同温度下煅烧8h合成出了具有良好结晶度的球状YVO4纳米粉体。然后,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外-可见分光光谱(UV-Vis)等测试仪器对样品进行表征;最后,以YVO4纳米粉体为光催化剂,以罗丹明B为对象模拟染料废水进行光催化降解实验,采用正交实验和单因素实验的方法,考察了水溶液的pH值、光催化剂的粒径、光催化剂的浓度对水溶液中罗丹明B降解率的影响,并初步探讨了YVO4的光催化机理,研究结果如下:(1)煅烧温度对BiVO4形貌尺寸、相结构和光吸收均具有明显的影响。XRD图谱显示:200℃下合成的BiVO4为四方相,270℃及以上温度合成的BiVO4皆为单斜相;SEM照片表明:四方相BiVO4粒径大于单斜相的BiVO4粒径;UV-Vis光谱分析表明:单斜相的BiVO4比四方相BiVO4和TiO2具有更广的可见光谱响应。(2)熔盐的加入和煅烧温度对YVO4结晶度、粒径和光吸收均具有显著的影响。XRD图谱显示:熔盐的加入明显改善了产物YVO4的结晶度;TEM照片表明YVO4的粒径则随煅烧温度的提高而增大;UV-Vis光谱分析表明:粒径10nm的YVO4粉体吸光强度最强。(3)采用正交实验法,研究了YVO4光催化剂的粒径、光催化剂的浓度和水溶液的pH值对YVO4光催化降解罗丹明B的影响,得到了实验因素对罗丹明B降解率影响的主次顺序为:水溶液的pH值>光催化剂的浓度>光催化剂的粒径。(4)在正交实验的基础上,采用单因素实验的方法,进一步研究水溶液的pH值和光催化剂的浓度对YVO4光催化降解罗丹明B的影响,结果表明,最佳条件为:pH值为4、光催化剂浓度为1g/L、10nm的YVO4纳米粉体。通过一元线性回归,研究了不同条件下光催化降解速率的关系。(5)分析推测YVO4光催化过程是光敏化和光催化联合作用的结果,其中光敏化起着主导作用;当两者达到平衡后,光催化效果达到最佳值。