溶劑熱法合成BiVO4晶體及光催化性能的研究.pdf

1、BiVO4作為一種非鈦基的半導體可見光光催化劑，禁帶寬度2.4 eV（單斜相），因此受到了人們的廣泛關注。本論文通過溶劑熱法合成了單斜結構BiVO4光催化劑，并利用X射線衍射分析（XRD）、場發(fā)射掃描電鏡（FESEM）對樣品的相結構、微觀形貌進行了表征，通過光催化降解亞甲基藍模型測試樣品的光催化活性；研究探討了熱處理溫度、時間、表面活性劑及表面活性劑用量等因素對產(chǎn)物相結構、微觀形貌和光催化活性的影響。結論如下：
　　1.熱處理時間

2、為20h，OM/P（OM、P分別為油胺和前驅(qū)體的物質(zhì)的量,P值固定）為0.8，溫度為140-200℃時，溶劑熱法合成的產(chǎn)物是單斜白鎢礦結構的BiVO4；隨著溫度的升高，晶體結晶度提高，微觀形貌由不規(guī)則的納米顆粒轉(zhuǎn)化為納米棒狀；180?C得到單斜相BiVO4且具有良好的可見光催化活性。
　　2.當熱處理溫度為180℃，OM/P為0.8，時間為10-40h時溶劑熱法所制備樣品為單斜白鎢礦結構BiVO4；較短的時間不利于形成結晶性好的晶

3、體，隨著熱處理時間的延長，晶體結晶度增加，時間為20h時，晶體生長基本停止；當時間為20h時，光催化活性相對較好。
　　3.當熱處理時間為20h，溫度為160℃，油胺和前驅(qū)體的摩爾比值OM/P為0.4-2.0時，采用溶劑熱法合成材料為單斜白鎢礦結構的BiVO4，油胺有助晶體生長的作用，油胺量增多，晶體結晶度增大，晶體微觀形貌發(fā)生變化，由納米點轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米球；OM/P為1.2時，光催化活性相對較高。
　　4.采用溶劑熱法合成熱處

4、理時間為20h，溫度為160℃，不同OM/OA（OM、OA分別為油胺和油酸的物質(zhì)的量,油酸物質(zhì)的量固定）值的樣品。當油酸單獨存在的條件下，溶劑熱合成產(chǎn)物為四方白鎢礦結構的BiVO4，隨著OM/OA值的增大，晶體結構從四方白鎢礦結構逐步過渡到單斜白鎢礦結構，樣品微觀形貌由團聚的不規(guī)則的小晶粒轉(zhuǎn)變成為由小晶粒組成的特殊的納米束狀顆粒。由于混晶效應，BiVO4單斜相和四方相結構混合光催化活性比較高。
　　5.保持相轉(zhuǎn)移釩元素的工藝過程不

5、變，采用乙二醇乙醚和醋酸溶解硝酸鉍合成了不同工藝條件下的BiVO4,結果表明：當熱處理溫度為160-200℃時，時間為20h、OM/P為0.8時所合成的產(chǎn)物在主晶相為四方白鎢礦結構的BiVO4晶體，并含有少量的四方結構的Bi4V2O11雜質(zhì)；溫度為160℃，OM/P為0.8,時間為20-40h以及溫度為160℃，熱處理時間為20h，OM/P為0.8-2.0時合成的樣品結構均為為四方白鎢礦結構的BiVO4晶體，同時引進了少量的Bi4V2O