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随着环境污染和能源短缺问题愈发严重,光催化技术由于其经济、环保、降解彻底等特点在空气净化、污水处理、杀菌、制氢等领域备受关注。然而,以TiO2为代表的传统光催化材料因为宽带隙使其只能在紫外光区有催化活性的缺点,大大限制了应用。因此,开发高活性宽光谱响应的光催化材料,提高催化剂的可见光利用率成为当前的研究热点。本文围绕可见光响应光催化材料钒酸铋,采用溶胶-凝胶法分别制备出了一系列具有异质结构的BiOI/BiVO4、MWCNT/BiVO4、RGO/BiVO4,以罗丹明B为目标污染物,考察了光催化活性和稳定性,通过XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS等手段对各类催化剂进行表征分析,探讨异质结构与光催化机理的关系,研究结果表明:BiOI/BiVO4具有典型的异质结结构,具有抑制电子-空穴再复合、有效促进光生载流子分离的特点,BiOI的引入没有破坏BiVO4颗粒的单斜相晶体结构,其仍为单斜相主体物相结构。BiVO4覆盖在BiOI表面,增强了催化剂表面的活性位点,提高光电子的迁移速率。相比于单体钒酸铋,复合后的材料光谱响应范围更宽,同时,复合催化剂比单体钒酸铋的催化活性和稳定性更好,在BiOI的摩尔分数为20%时,复合光催化材料的催化活性最佳,实验条件下罗丹明B降解率为95.7%。MWCNT/BiVO4光催化剂均为单斜相晶体结构,MWCNT的引入没有改变BiVO4的主体物相,两者充分接触、结合形成复合结构,MWCNT较强的电子俘获能力和大的比表面积增加了复合材料表面的活性位点,MWCNT、BiVO4存在于MWCNT-BiVO4复合体系中且都保持各自化合态,MWCNT/BiVO4形成的复合结构为异质结构,异质结构具有典型的提高量子效率的特点,能够有效抑制电子-空穴再复合现象的发生。当MWCNT的质量分数为2%时,催化剂的效果最好,实验条件下光降解罗丹明B的去除率高达84.08%,五次重复性实验之后,MWCNT/BiVO4的降解率仍在80%左右。合成的RGO/BiVO4复合催化剂均为单斜相晶体结构,XRD结果表明,RGO的引入没有改变BiVO4的物相,SEM、TEM图像证明,两者充分接触形成复合结构,RGO良好的导电性增加了催化剂表面的活性位点,有效促进光生电子的迁移,抑制电子-空穴对的再复合,FT-IR、XPS分析说明RGO和BiVO4存在复合体系中,且都保持各自原有化合态,综合分析两者成功形成异质结复合结构,相比单体BiVO4,复合物明显拓宽光吸收范围。当RGO的含量为6w%(质量分数)时,实验条件下罗丹明B的降解率达90.19%,催化性能最佳,五次循环实验后,6w%BiVO4/RGO的降解率仍能保持在85%左右。