Ti-Mo共摻BiVO4的光催化性能研究.pdf

1、近年來，光催化技術在能源轉化和環(huán)境治理方面受到了廣泛關注。光催化研究的關鍵是如何設計并制備出高效、穩(wěn)定的可見光催化劑。BiVO4被認為是在可見光催化氧化水和降解有機污染物方面最具潛在應用價值的半導體光催化劑。但純 BiVO4的載流子分離效率和光催化效率低還有待進一步提高，摻雜是一種提高其光催化性能的有效方法。
　　本論文對 BiVO4進行 Ti/Mo共摻雜改性，制備出了具有高活性的BiV1-x(Tix/2Mox/2)O4(x=0-

2、1)光催化劑。通過實驗和理論計算研究了其可見光分解水產氧性能，討論了雜質缺陷相關的提高光催化效率的機理。研究結果如下：
　　1. Ti/Mo的摻雜量可以改變BiVO4的晶體結構，在0≤x≤0.05范圍，樣品晶體結構為單斜白鎢礦結構（m-BiVO4）；在0.1≤x≤0.7范圍，樣品晶體結構為四方白鎢礦結構（t-BiVO4）。在可見光照射且以 AgNO3為犧牲劑的條件下，BiV1-x(Tix/2Mox/2)O4在x=0.02時光催化劑

3、的光催化產氧活性最高，其優(yōu)良的光催化活性與摻雜濃度、和缺陷的狀態(tài)有關。
　　2.本文運用密度泛函理論的第一性原理方法研究了缺陷的狀態(tài)和補償規(guī)律。通過對 Ti/Mo摻雜的 BiVO4進行缺陷形成能和電子結構的計算，分析缺陷形成能與化學勢之間的關系。結果表明，Mo能促進 Ti進入 BiVO4晶格，形成穩(wěn)定的Ti/Mo共摻體系，而Ti的摻入能有效地避免Mo單摻時出現(xiàn)的Bi空位缺陷。
　　3. Ti/Mo共摻比單摻時光催化性能更好的