釩酸鉍-石墨烯復(fù)合光催化劑的制備及性能研究.pdf

1、利用半導(dǎo)體材料實(shí)現(xiàn)光催化降解有機(jī)污染物或光催化制氫是環(huán)境和能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。釩酸鉍(BiVO4)半導(dǎo)體因其較窄的禁帶寬度和較高的可見(jiàn)光光催化活性而受到人們廣泛的關(guān)注。本論文在研究水熱合成條件對(duì)BiVO4結(jié)構(gòu)、形貌及光催化活性影響的基礎(chǔ)上，通過(guò)添加氧化石墨烯(GO)制備出了具有可見(jiàn)光光催化活性更高的釩酸鉍/石墨烯(BiVO4/Gr)復(fù)合光催化劑。
　　在BiVO4的水熱合成方面，以硝酸鉍(Bi(NO3)3·5H2O)和偏釩酸銨

2、(NH4VO3)為原料，考察水熱溫度、反應(yīng)初始pH、水熱時(shí)間對(duì)BiVO4形貌結(jié)構(gòu)和光催化活性的影響，并探討不同形貌BiVO4的形成機(jī)制。研究表明:高溫、低反應(yīng)初始pH條件下更有利于單斜型結(jié)構(gòu)BiVO4的生成;通過(guò)控制反應(yīng)溫度和初始pH可獲得多面體、片狀、枝狀、沙琪瑪狀等不同形貌的BiVO4晶體。實(shí)驗(yàn)獲得最高光催化活性的BiVO4的反應(yīng)條件是反應(yīng)初始pH為5，反應(yīng)溫度為180℃，反應(yīng)時(shí)間為12h。
　　為改進(jìn)BiVO4的光催化性能，

3、進(jìn)行了BiVO4/Gr復(fù)合光催化劑的水熱合成的研究。經(jīng)FTIR檢測(cè)表明，添加的氧化石墨烯(GO)表面含氧官能團(tuán)脫除，被還原成石墨烯(Gr)。研究表明，當(dāng)GO加入量為17％(相對(duì)Bi(NO3)3·5H2O)的質(zhì)量百分比）時(shí)，與未加GO的純BiVO4相比，BiVO4/Gr顯示出更高的光催化活性，在光反應(yīng)120min時(shí)，光催化反應(yīng)速率常數(shù)從0.0147增加至0.0304min-1，亞甲基藍(lán)的降解率由85％提高到99％。這可能是由于石墨烯巨大的