论文部分内容阅读
由于BiVO4半导体光催化材料本身无毒害，在降解污染物时不产生二次污染，制备条件温和，是环保型光催化材料，并且禁带宽度较窄又可响应可见光，因此，BiVO4半导体光催化材料的开发与研究受到越来越多的关注。本论文中添加不同的生物模板，通过仿生合成的方法，制备出具有特定形貌的BiVO4光催化剂，并在可见光下对水中罗丹明B进行光催化降解的研究。同时，采用XRD、SEM、BET及UV-Vis对其进行表征。主要研究内容如下：（1）以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料，淀粉作为模板剂采用仿生合成法制备出双胞胎球状、菜花状、风车状、圆柱状和椭圆球状具有分级结构的BiVO4。系统考察了pH值、水热温度、反应时间和不同淀粉量对合成BiVO4光催化剂样品的晶相、表面形貌及其光催化性能的影响。前驱液的pH值对产物形貌影响十分显著，并推测了形成特定形貌产物的生长机理。在可见光的照射下，将合成的BiVO4光催化剂样品用来催化降解罗丹明B，结果表明：在pH=4时制得的样品，具有风车状结构，其结构是沿着（040）晶面生长，并且具有较高的催化活性。（2）以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料，选用高活性干酵母作为模板，采用仿生合成法，制备出BiVO4光催化剂样品的表面形貌为纳米级椭圆球状，且活性较高。在可见光照射下，光降解罗丹明B溶液，其降解率为96.5％。（3）以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料，生物大分子明胶作为模板剂，采用仿生合成法，制备出不同形貌的BiVO4光催化剂样品。以罗丹明B为目标有机污染物，考察BiVO4光催化剂的催化性能。研究表明，在pH=4、水热温度=180℃、反应时间为24h及明胶的添加量为0.25g的条件下，制备出的单斜相BiVO4光催化剂样品，其表面形貌为枫叶状结构且晶相纯度较高，具有较好的结晶性，并且在可见光下，280min时光催化效率达到96.4％。（4）以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料，采用甘露醇辅助水热法制备出一系列有特殊形貌的光催化功能材料。考察了pH值、水热温度、水热反应时间和添加甘露醇的量对样品的晶型、表面形貌和光催化活性的影响。经研究得出，添加0.164g甘露醇，pH=3，水热温度为180℃，反应时间为24h条件下制备出的BiVO4光催化剂催化活性最高。