釩酸鹽半導(dǎo)體材料的制備與性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化處理污染物是近年來(lái)興起的一種污染治理技術(shù)，被認(rèn)為是目前環(huán)境治理最有前途的方法之一。釩酸鹽作為一種典型的半導(dǎo)體材料，由于其合適的能帶結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定的化學(xué)性能、高效地利用太陽(yáng)能、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越受到廣大研究者的青睞，成為光催化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文采用固相合成法制備出Rb3V5O14和K3V5O14兩種釩酸鹽半導(dǎo)體材料，合成了BiVO4/A3V5O14(A=Rb、K)復(fù)合材料，研究了結(jié)構(gòu)形貌和其光催化性能及吸附性能之間的關(guān)系。<

2、br>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)A3V5O14(A=Rb、K)結(jié)構(gòu)和形貌的影響，表明兩種物質(zhì)均為層狀結(jié)構(gòu)，但當(dāng)物相組成不純或反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)，層狀結(jié)構(gòu)不明顯;反應(yīng)時(shí)間對(duì)A3V5O14材料的結(jié)構(gòu)和形貌沒(méi)有顯著影響。⑵測(cè)試它們對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)在可見(jiàn)光照射下的脫除率和無(wú)光照下的吸附率。Rb3V5O14和K3V5O14對(duì)MB的脫除過(guò)程不僅存在可見(jiàn)光降解作用，還表現(xiàn)出了快速、高效的吸附作用，即光催化-吸附協(xié)同作用，其中對(duì)

3、MB的吸附性能僅次于常用活性炭。當(dāng)可見(jiàn)光照射75 min時(shí)，Rb3V5O14和K3V5O14對(duì)MB分子的脫除率分別可達(dá)到86.61％和91.14％;無(wú)光照攪拌45 min時(shí)，吸附率分別達(dá)到81.37％和84.46％。高效吸附可能的原因是MB分子體積較小，而A3V5O14(A=Rb、K)為層狀結(jié)構(gòu)，MB既可以進(jìn)入晶格層之間，也有可能進(jìn)一步嵌入A3V5O14(A=Rb、K)分子的晶體內(nèi)部孔洞中;探討了催化劑A3V5O14(A=Rb、K)用量

4、對(duì)其吸附性能的影響和對(duì)不同染料的吸附，發(fā)現(xiàn)A3 V5O14(A=Rb、K)材料對(duì)染料MB具有選擇性吸附，且最佳投加量為0.5g/L。吸附動(dòng)力學(xué)擬合結(jié)果顯示Rb3V5O14滿(mǎn)足準(zhǔn)一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)，K3V5O14滿(mǎn)足準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)。A3V5O14(A=Rb、K)半導(dǎo)體材料對(duì)MB的脫除和吸附具有一定的穩(wěn)定性，可以回收再利用。⑶利用BiVO4對(duì)A3V5O14(A=Rb、K)進(jìn)行復(fù)合改性，合成出BiVO4/A3V5O14(A=Rb、K)復(fù)合材料。