TiO2-BiVO4復(fù)合納米纖維的制備及光催化性能研究.pdf

1、近年來半導(dǎo)體光催化技術(shù)被認為是解決環(huán)境問題和能源問題的有效手段之一，因此尋求可充分利用太陽能的優(yōu)質(zhì)光催化材料一直是光催化領(lǐng)域的重心。BiVO4是近十幾年來出現(xiàn)的一種新型可見光催化劑，其主要以單斜白鎢礦、四方白鎢礦和四方鋯石等三種結(jié)構(gòu)存在。其中單斜白鎢礦結(jié)構(gòu)因較窄的帶隙(約2.4 eV)對可見光有響應(yīng)而受到重視。但對于純相BiVO4來說其光生電子空穴容易復(fù)合且吸附性較差，令其難以達到理想的光降解效果。目前，與其他半導(dǎo)體光催化材料復(fù)合是一種

2、常見的提高光催化活性的改性方式。而在眾多半導(dǎo)體光催化材料中TiO2因其無毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，廉價等一直受到研究學(xué)者的熱捧，因此其可作為改性BiVO4另一種半導(dǎo)體材料。
　　本論文圍繞BiVO4做了以下工作：采用靜電紡絲及煅燒處理制備純相BiVO4光催化劑；以純相BiVO4為模板，利用水熱法制備TiO2/BiVO4復(fù)合光催化劑；利用靜電紡絲及熱處理制備不同TiO2含量的TiO2/BiVO4復(fù)合光催化劑。經(jīng)熱重-差熱(TG-DSC)、X

3、射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X光電子能譜儀(XPS)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見漫反射(UV-Vis)等手段對其組成，形貌及光性能進行分析，探究其光催化活性，獲得以下結(jié)論：
　　(1)PVP濃度為6 wt％的BiVO4前驅(qū)體溶液通過靜電紡絲法得到復(fù)合纖維，經(jīng)450℃煅燒獲得多孔BiVO4納米纖維。其在可見光照下對10 mg/L的RhB溶液表現(xiàn)出一定的光降解性，8 h后降解率達到45.19%。
　　

4、(2)水熱使TiO2納米顆粒均勻分布在多孔BiVO4纖維表面，兩者復(fù)合在可見光作用下光催化活性提高20.54%。
　　(3)利用靜電紡絲法在Ti的摻雜為20%和600℃煅燒下獲得TiO2/BiVO4納米復(fù)合纖維。其中TiO2的銳鈦礦相，金紅石相及BiVO4的單斜相等三種晶型同時存在，纖維表面存在TiO2顆粒凸起。在可見光的作用下，光催化活性比多孔BiVO4納米纖維及水熱合成TiO2/BiVO4復(fù)合納米纖維分別提高了31.89%，1