可见光催化剂钒酸铋异质结的构建及其性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lvyuxuan3652009
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可见光半导体光催化技术不仅具有反应条件温和、无毒无害、环境友好等优点而且可以直接利用太阳光作为能源,因此被认为是一种新型的绿色催化技术。可见光半导体光催化技术广泛应用于水体中有机污染物的降解,特别是在抗生素和染料的降解领域具有良好的应用前景。本文通过简单的水热方法制备了不同形貌的Bi VO4,并通过自组装的方法进一步合成了β-Ag2Mo O4/Bi VO4和Bi VO4/Bi OI两种异质结光催化剂。通过XRD、XPS、SEM、EDX、TEM、HR-TEM和BET等分析技术对材料的形貌和组成进行了深入的表征。利用UV-Vis DRS、PL、PT and EIS等分析技术对探索了其光学性质。分别以盐酸四环素(TC)和罗丹明B(Rh B)作为目标污染物,在模拟太阳光下探究其光催化活性,并通过实验和表征结果对其降解机理就行深入研究。具体研究内容如下:1.首先以Bi(NO33·5H2O和NH4VO3为原料通过溶剂热法制备哑铃型的Bi VO4,然后加入Ag NO3和Na2Mo O4·2H2O,通过简单的原位沉淀法制备不同质量百分比的β-Ag2Mo O4/Bi VO4异质结催化剂。通过在可见光条件下分别降解TC和Rh B的研究表明,β-Ag2Mo O4/Bi VO4复合物具有更高的光催化活性。此外,在降解过程中产生少量的单质Ag构成Z型的β-Ag2Mo O4/Ag/Bi VO4使催化剂保持较高的催化活性。最后通过机理捕获实验和ESR测试对其可能的Z型机理进行了深入的探究。2.以Bi(NO33·5H2O和NH4VO3为原料通过溶剂热法制备球形的Bi VO4,将合成的Bi VO4分散在含Bi(NO33·5H2O的乙二醇溶液中,最后加入KI溶液。通过原位沉淀法在球状Bi VO4颗粒表面沉积Bi OI不规则纳米片,合成了一系列花球形的核壳结构Bi VO4/Bi OI复合物。这种特殊的形貌使其具有更多的活性位点,有利于光催化活性的提升。通过在可见光条件下降解TC的研究表明,核壳结构的Bi VO4/Bi OI具有更好的吸附性和光催化活性。最后深入探究了提升光催化活性的潜在机理。
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