釩酸鉍納米棒、空心球的合成及其光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化技術(shù)在能源利用和污水處理方面有著很廣泛的應(yīng)用。由于光催化劑的活性往往與其晶型和形貌有著很大的關(guān)系，因此尋求一種適當(dāng)?shù)暮铣煞椒▉?lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光催化劑晶型和形貌進(jìn)行可控合成，以此來(lái)提高其催化活性。單斜晶系白鎢礦型BiVO4在可見(jiàn)光下有一定的催化活性，而具有特殊形貌結(jié)構(gòu)的BiVO4可進(jìn)一步改善其光催化活性。
　　本論文主要以水熱法，加入一定的模板，合成兩種不同形貌的BiVO4光催化劑，并對(duì)其合成條件進(jìn)行了優(yōu)化，最后用幾種不同的有機(jī)

2、污染物考察了其光催化性能。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　1:以水為介質(zhì)，采用乳液共聚法合成了單分散聚苯乙烯微球。用SEM、FT-IR手段，對(duì)所制樣品的結(jié)構(gòu)、形貌、粒徑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，聚苯乙烯微球粒徑大約在400nm左右，粒度分布較為均勻且單分散性較好。
　　2:以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3為原料，聚苯乙烯為模板，采用水熱法制備了PS/BiVO4復(fù)合納米棒，經(jīng)馬弗爐500℃煅燒去除聚苯乙烯模板后，形成BiVO4納

3、米棒。并通過(guò)其對(duì)羅丹明B溶液的可見(jiàn)光降解，優(yōu)化了水熱反應(yīng)條件。用SEM、XRD、FT-IR、UV-vis、TG等手段，對(duì)所制樣品的物相、形貌、晶型和粒徑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，所制備BiVO4納米棒為純相的單斜系，平均直徑約為800nm，長(zhǎng)度約為1.5～5μm，具有較強(qiáng)的可見(jiàn)光響應(yīng);在氙燈照射下2h，對(duì)羅丹明B的降解率可達(dá)91％以上，表現(xiàn)出良好的催化降解能力。
　　3:以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3為原料，聚苯乙烯微球?yàn)?/p>

4、模板，采用水熱法制備了核殼BiVO4/PS復(fù)合微球，經(jīng)去除聚苯乙烯模板后，形成BiVO4空心微球。通過(guò)其對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的可見(jiàn)光降解，優(yōu)化了水熱反應(yīng)條件。用SEM、XRD、FT-IR、UV-vis、TG等手段，對(duì)所制樣品的物相、形貌、晶型和粒徑進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，所制備BiVO4空心微球?yàn)榧兿嗟膯涡毕担睆郊s為6～7μm，整個(gè)空心球是由納米的BiVO4顆粒堆積而成的多孔結(jié)構(gòu)，在氙燈照射下，3h內(nèi)對(duì)10mg/L亞甲基藍(lán)的降解率可達(dá)98％以

5、上，并發(fā)現(xiàn)其對(duì)草甘膦農(nóng)藥和羅丹明B的降解效果也比較理想。所制備的BiVO4空心微球?qū)喖谆{(lán)的光催化降解遵從Langmuir-Hinshelwood動(dòng)力學(xué)模型。
　　4:分別以自制聚苯乙烯微球和聚甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯(PGMA)微球?yàn)槟０?，通過(guò)改變模板與水熱前驅(qū)體中Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3加入量的質(zhì)量比例，合成了不同殼厚的BiVO4空心球。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著B(niǎo)iVO4空心球的直徑變小，殼厚變薄，單斜相的結(jié)晶度增加，光