釩酸鉍基復(fù)合光催化劑的理性設(shè)計(jì)與性能研究.pdf

1、釩酸鉍具有穩(wěn)定性好、光催化活性高、可見光響應(yīng)性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的光催化劑，受到了廣泛關(guān)注。但釩酸鉍的光催化效率受到光生電荷復(fù)合速率過快的限制。通過構(gòu)建釩酸鉍基復(fù)合光催化劑可有效促進(jìn)光生電荷的分離，提高光催化活性。因此探索高效釩酸鉍基復(fù)合光催化劑的制備具有重要意義。本論文對高效釩酸鉍基復(fù)合光催化劑的設(shè)計(jì)、制備與性能進(jìn)行了探討。
　　首先，本文研究了半導(dǎo)體高能晶面選擇性沉積對復(fù)合光催化劑的影響。通過形貌控制與異質(zhì)結(jié)構(gòu)

2、建相結(jié)合的手段，制備出一種磷酸銀納米顆粒選擇性沉積于釩酸鉍（040）晶面的高效復(fù)合光催化劑。研究結(jié)果表明,磷酸銀的晶面選擇性沉積改變了釩酸鉍（040）晶面的局部結(jié)構(gòu)，而且晶面選擇性沉積增大了磷酸銀與釩酸鉍間的能勢差，有利于促進(jìn)電荷的分離，從而使復(fù)合光催化劑的光催化活性大大提升。這說明，晶面選擇性耦合在一定程度上可以克服界面處勢能差不足的缺陷，是一種構(gòu)建高效異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑的手段。
　　其次,本文研究了納米異質(zhì)結(jié)離散耦合對復(fù)合光催

3、化劑的影響。通過一種模板輔助與熱改性相結(jié)合的手段，制備出具有不同形貌的異質(zhì)結(jié)的氮化碳-釩酸鉍復(fù)合光催化劑。研究表明，在多孔網(wǎng)狀釩酸鉍上，當(dāng)?shù)家约{米島的形式離散分布時，構(gòu)建的復(fù)合光催化劑具有最佳的可見光光催化性能，而連續(xù)包覆結(jié)構(gòu)的活性則相對較差。這主要?dú)w因于，納米異質(zhì)結(jié)離散耦合有利于最大限度地暴露高活性的氮化碳-釩酸鉍相界面，使兩相均可暴露到反應(yīng)液中，充分發(fā)揮氮化碳-釩酸鉍之間的協(xié)同作用；而且納米異質(zhì)結(jié)的尺寸相對較小，有利于光生電荷轉(zhuǎn)