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文檔簡介
1、本文采用檸檬酸絡合溶膠-凝膠法制備了BiVO4光催化劑,將其應用于可見光下降解以甲基橙為模擬染料廢水的研究中,并通過對其進行非金屬離子(N、F、B)與稀土金屬離子(Eu、La)的摻雜改性來進一步提高了其光催化活性。本研究具體內容如下:
?。?)以硝酸鉍(Bi(NO3)·5H2O)和偏釩酸銨(NH4VO3)為原料,采用檸檬酸絡合溶膠-凝膠法制備了BiVO4光催化劑??疾炝瞬煌苽錀l件(檸檬酸投加量、攪拌溫度、pH)及煅燒燒溫度(3
2、50~600℃)對BiVO4光催化活性的影響。采用XRD、SEM及BET等表征技術,分析了其光催化活性機理。確定了BiVO4的最佳制備條件以及最佳煅燒溫度。在最佳制備條件(檸檬酸與金屬離子(Bi和V)的摩爾比例為2:1,攪拌溫度為80℃,pH為6.5)下的BiVO4均為單斜白鎢礦型,當斷燒溫度為500℃時,對甲基橙脫色效果最佳,可見光照射50min后,對甲基橙的脫色率達33.45%。
(2)以 C6H12N4、NH4F和H3B
3、O3為摻雜源,制備了N-F/BiVO4、N/BiVO4及B/BiVO4新型光催化劑,通過XPS、XRD、SEM、BET和UV-vis等一系列手段對其進行表征和分析。分析表明,N、N-F和B離子摻雜前后BiVO4均為單斜白鎢礦型。N摻雜中N原子是以取代部分晶格O的形式存在于晶體中。N-F共摻雜中N以O-N(或V-O-N)的形式存在,而F則是取代了O-V-O中晶格O的位置形成了O-V-F結構。N和N-F摻雜使得BiVO4晶體中V4+和氧缺陷
4、的增多,有效抑制了光生電子與空穴的復合,提高了光催化活性。而在B摻雜BiVO4的實驗中,B不僅取代了O-Bi-O-V-O中共用的O,以O-Bi-B-V-O結構存在,并且由于存在于晶隙中的B3+的缺電子特征,使得BiVO4表面的酸性增強,對甲基橙的脫色效果明顯提高。當N、N-F和B的摻雜比例(摩爾比)分別為20%、6%和4%時,對甲基橙的脫色率分別達85.93%、84.55%和98.12%。同時,為了考察摻雜是否對最佳煅燒溫度產生影響,本
5、研究分別對20% N/BiVO4、6% N-F/BiVO4和4% B/BiVO4進行了煅燒溫度的驗證,發(fā)現(xiàn)摻雜并沒有改變BiVO4的最佳煅燒溫度(500℃)。
(3)以Eu(NO3)3和La(NO3)3為摻雜源,制備了Eu/BiVO4和La/BiVO4新型光催化劑。通過XPS、XRD、SEM、BET和UV-vis等一系列手段對其進行表征和分析。分析顯示,摻雜后的BiVO4均為單斜白鎢礦型。Eu3+的引入取代了晶格中V5+,而
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