釩酸鉍納米片的復(fù)合改性及其可見(jiàn)光催化活性提高機(jī)制.pdf

1、近些年來(lái)，隨著化石燃料的消耗，導(dǎo)致全球范圍內(nèi)能源危機(jī)的同時(shí)也造成了溫室氣體排量增加(主要是CO2)及伴隨的環(huán)境污染，這成為當(dāng)今人類社會(huì)亟待解決的重要問(wèn)題，而半導(dǎo)體光催化技術(shù)是解決這些問(wèn)題的有效策略?？梢?jiàn)光在太陽(yáng)光譜中的占比約為44％，因此，開(kāi)發(fā)高活性的可見(jiàn)光半導(dǎo)體光催化劑成為趨勢(shì)。釩酸鉍作為一種廉價(jià)易得、穩(wěn)定、無(wú)二次污染的新型窄帶隙半導(dǎo)體得到化學(xué)工作者的廣泛關(guān)注。但在實(shí)際應(yīng)用中，由于其較小的比表面積、光生載流子壽命短和光生電子空穴復(fù)合幾

2、率較高等問(wèn)題，導(dǎo)致BiVO4較低的光催化性能?；诖?，本論文開(kāi)展了關(guān)于BiVO4二維結(jié)構(gòu)形貌調(diào)控并與寬帶隙半導(dǎo)體構(gòu)建異質(zhì)結(jié)以及引入硅氧基團(tuán)橋聯(lián)的工作，提高BiVO4的可見(jiàn)光催化活性。
　　首先，利用BiOCl薄片為鉍源通過(guò)水熱轉(zhuǎn)化得到較大比表面積的二維BiVO4納米片并與SnO2構(gòu)建復(fù)合體。結(jié)果表明，BiVO4納米片的光生電荷分離及光催化活性較BiVO4納米顆粒有大幅提高，可歸因于構(gòu)筑的特殊二維結(jié)構(gòu)及比表面積的提高?；诜€(wěn)態(tài)表面光

3、電壓譜、瞬態(tài)表面光電壓譜和羥基自由基等測(cè)試結(jié)果，得出適量SnO2的耦合后光催化活性提高歸因于BiVO4的光生電荷分離變好和載流子壽命延長(zhǎng)。結(jié)合氣氛光伏結(jié)果，這是由BiVO4向SnO2的可見(jiàn)光生高能級(jí)電子轉(zhuǎn)移保持了光生電子的高還原性并有效實(shí)現(xiàn)了電荷的空間分離導(dǎo)致。
　　其次，通過(guò)濕化學(xué)法構(gòu)筑硅氧基團(tuán)橋聯(lián)SnO2/BiVO4復(fù)合體系。通過(guò)穩(wěn)態(tài)光伏、羥基自由基、瞬態(tài)光伏及光電化學(xué)測(cè)試等表明“硅橋”的引入使復(fù)合體的光生電荷的壽命和分離提高