可见光响应半导体光催化剂-钒酸铋
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递 。
构 和形 貌产 生影 响 。
１ ． ２ 水 热 法
水 热合 成法 是 指 在 密 闭 反 应 器 （ 高压 釜 ） 中， 高 温 高 压 条 件 下 制 备 无 机 材 料 的 一 种 方 法 。此 方 法 制 备 的粉 体具 有很 多优 点 。 如 ： 结 晶完好 、 分散性 好 、 纯 度高、 粒度分 布 窄等 ， 还 可 以通 过 调 节 反 应 条 件 来 控 制 产 物 形 貌 。水 热 法 目前 广 泛 应 用 于 各 种 纳 米 颗 粒 的制备 ， 其 反 应 体 系 的前 驱 溶 液 浓度 、 ｐ Ｈ值 、 温度 、 保 温 时 间、 表 面 活 性 剂 等 因 素 都 对 纳 米 颗 粒 品 型 、
出展 望 。来自百度文库
关键 词 ： 钒 酸铋 ； 光 催 化 剂 ； 制备 ； 改 性
中图分类 号 ５ ０６ ４ ３ ． ３ ６
文 献标 识码 ： Ａ
文 章编号 ： １ ０ ０ ６ －７ ９ ８ １ （ ２ ０ １ ５ ） １ ９ 一ｏ ｏ Ｏ １ 一Ｏ ２
光 催 化 氧 化 技 术 是 利 用 紫 外 光 或 可 见 光 激 活 半 导 体价 带上 的光 生空穴 产 生氧 化 能力 极强 的氢 氧 自 山强 ， 使水 中难 降解 的有机 物完 全 矿化 ， 降解 过 程 可 枉 常温下进行 ， 因 此 是 一 种 很 有 前 景 的 水 处 理 技 术Ｌ １ ］ 。目前 光 催 化 处 理 废 水 因其 具 有 工 艺 简 单 、 能 耗 低 和效 率 高等 特 点 而受 到广 泛 关 注 ， 光 催 化 也 成 为 近 年来 多相催 化研 究 中的 热点 之一 。 目前 研 究 较 多 的 光 催 化 剂 是 Ｔｉ ｏ： ， 但 是 Ｔｉ ｏ： 的 禁 带宽 度 为 ３ ． ２ ｅ Ｖ， 一 般 只 能 利 用 紫 外 或 近 紫 外 光 激发 ． 所 以 极 大 地 限 制 了 其 在 工 业 上 的应 用 。 近年来 Ｂｉ ＶＯ 因 其 较 窄 的 带 隙 （ 约 ２ ． ４ ｅ Ｖ） 而 被 越 来 越 多 的 应 用 于 可 见光 光 催 化 研究 ［ ２ ］ ， Ｂｉ ｖ０．是 一 种 淡 黄 色 的无 机颜 料 ， 具 有无 毒 、 耐腐蚀 性 好 、 色 泽 明亮 、 铁 弹 性、 光 催 化 性 及 对 环 境 友 好 等 优 良性 能 。 Ｂｉ ＶＯ 的 光 催 化 性 能 主 要 依 赖 于 其 晶 体 结 构∞ ］ 。 目前 已 文 献 报 道 的 有 三 种 晶 体 类 型 ： 四方 锆石 型、 单 斜 白钨 矿 型 和 四 方 白钨 矿 型 。 不 同 晶 型 结 构 的 Ｂｉ ＶＯ； 光 催 化 性 能不 一 样 ， 其 中￣ － ｔ ４晶 型 Ｂ ｉ ＶＯ。由 于带 隙较 窄 ， 比其 他 晶 型 具 有 更 高 的 可 见 光 光 催 化 活性 ， 可 能 的 原 因 为 在 该 晶 型 的 晶 体 中 Ｖ 与 四个 。 形 成 的 四面 体是 扭 曲 的 。 因 为 四 个 Ｖ— ｏ 的 键 长 不 同， 这 种 扭 曲 的 结 构 使 得 光 生 载 流 子 可 能 顺 利 地 传
２ ０ １ ５ 年第 ｌ ９ 期
内 蒙古 石 油化 工
ｌ
可见 光响应半导体光催化剂 一钒酸铋
通 拉 嘎
（ 呼和浩特 民族学 院， 内蒙古 呼和浩特 ０ １ ０ ０ ５ １ ） 摘 要 ： 钒 酸铋 是 一 种 可 见 光 响 应 型 半 导 体 光 催 化 剂 ， 具有 无毒 、 耐 腐蚀 、 环 境 友 好 等 优 良性 能 。 本 文 介 绍 了钒 酸 铋 光 催 化 剂 的 性 能 、 制 备 方 法 以及 改 性 技 术 等 ， 并 对 钒 酸 铋 系光 催 化 剂 今 后 的 研 究 方 向做
２ Ｂｉ Ｖｏ。 的 改 性 技 术
共 沉 淀 法 一 般 是 按 一 定 比例 把 可 溶 性 的 金 属 盐 类配 成 溶液 。 然 后 通 过 加 入 合 适 的 沉 淀 剂 使 金 属 离 子 同时 沉淀 下来 以便 形 成 均 匀 的沉 淀 物 ， 为 了形成 较好 的粒 子 ， 需要 调 节溶 液 的浓 度 和 ｐ Ｈ 值 等 条件 ， 然后再 对沉 淀物 进行 固液 分 离 、 洗涤 、 干 燥 以及 加 热 分 解 而制得 粉末 产 品。 共 沉淀 方 法有很 多 优点 ， 例 如
１ ． ４ 高 温 回 相 反 应 法
１ Ｂ ｉ Ｖ０。 的 制 备 方 法
Ｂ ｉ ＶＯ 的 光 催 化 效 率 与 它 的 制 备 方 法 有 很 大 的 关系， 目前 常 用 的 制 备 Ｂｉ Ｖｏ．的 方 法 有 以 下 几 种 。
１ ．１ 共 沉 淀 法
高温 固相合 成 是 指 在 高 温条 件 下 ， 固 体 界 面 问 经 过 接触 ， 反应 ， 成核 ， 晶体 生 长 反应 而 生 成一 大批 复合氧化物 ， 含氧酸盐类、 二 元 或 多 元 陶 瓷 化 合 物 等 。用 此 方 法 制 备 Ｂｉ ＶＯｌ 时＿ ７ 可将 Ｂ ｉ （ ＮＯ３ ） ３・５ Ｈ２ Ｏ 和 ＮＨ Ｖｏ。 按 一 定 的 物 质 量 比与 适 量 柠 檬 酸 置 于 玛 瑙 研钵 中混 合 ， 研磨 ， 加 入几 滴浓 氨 水继 续 研磨 ， 恒 温 干燥 得 到 前 驱物 ， 将 前 驱 物 放 入马 弗 炉 中 。 焙烧． 冷却 ， 即 得 到 亮 黄 色 Ｂｉ ＶＯ。 粉体 。
形貌 、 晶粒大 小 、 比表 面 积 等 有 重 要 影 响 。
１ ．３ 溶 胶 一 凝 胶 法
溶 胶 一 凝 胶 法 就 是 用 含 有 高 化 学 活 性 组 分 的 化 合物 作为 前驱 体 ， 在液 相下 将这 些原 料均 匀混合 。 并 进行 水解 ， 缩 合等 化学 反应 ， 在 溶 液 中 形 成 稳 定 的 透 明溶 胶体 系 ， 溶 胶经 陈４ － １ ＝ 胶 粒 问缓慢 聚合 ， 形 成 三 维 空 间网 络结 构 的 凝胶 ， 凝胶 网络 间 充满 了失 去流动 性 的溶 剂 ， 形成 凝胶 。 溶 胶 一 凝 胶 法 制 备 Ｂｉ ＶＯ．时 常 以柠 檬酸作 为 络合 剂 。
构 和形 貌产 生影 响 。
１ ． ２ 水 热 法
水 热合 成法 是 指 在 密 闭 反 应 器 （ 高压 釜 ） 中， 高 温 高 压 条 件 下 制 备 无 机 材 料 的 一 种 方 法 。此 方 法 制 备 的粉 体具 有很 多优 点 。 如 ： 结 晶完好 、 分散性 好 、 纯 度高、 粒度分 布 窄等 ， 还 可 以通 过 调 节 反 应 条 件 来 控 制 产 物 形 貌 。水 热 法 目前 广 泛 应 用 于 各 种 纳 米 颗 粒 的制备 ， 其 反 应 体 系 的前 驱 溶 液 浓度 、 ｐ Ｈ值 、 温度 、 保 温 时 间、 表 面 活 性 剂 等 因 素 都 对 纳 米 颗 粒 品 型 、
出展 望 。来自百度文库
关键 词 ： 钒 酸铋 ； 光 催 化 剂 ； 制备 ； 改 性
中图分类 号 ５ ０６ ４ ３ ． ３ ６
文 献标 识码 ： Ａ
文 章编号 ： １ ０ ０ ６ －７ ９ ８ １ （ ２ ０ １ ５ ） １ ９ 一ｏ ｏ Ｏ １ 一Ｏ ２
光 催 化 氧 化 技 术 是 利 用 紫 外 光 或 可 见 光 激 活 半 导 体价 带上 的光 生空穴 产 生氧 化 能力 极强 的氢 氧 自 山强 ， 使水 中难 降解 的有机 物完 全 矿化 ， 降解 过 程 可 枉 常温下进行 ， 因 此 是 一 种 很 有 前 景 的 水 处 理 技 术Ｌ １ ］ 。目前 光 催 化 处 理 废 水 因其 具 有 工 艺 简 单 、 能 耗 低 和效 率 高等 特 点 而受 到广 泛 关 注 ， 光 催 化 也 成 为 近 年来 多相催 化研 究 中的 热点 之一 。 目前 研 究 较 多 的 光 催 化 剂 是 Ｔｉ ｏ： ， 但 是 Ｔｉ ｏ： 的 禁 带宽 度 为 ３ ． ２ ｅ Ｖ， 一 般 只 能 利 用 紫 外 或 近 紫 外 光 激发 ． 所 以 极 大 地 限 制 了 其 在 工 业 上 的应 用 。 近年来 Ｂｉ ＶＯ 因 其 较 窄 的 带 隙 （ 约 ２ ． ４ ｅ Ｖ） 而 被 越 来 越 多 的 应 用 于 可 见光 光 催 化 研究 ［ ２ ］ ， Ｂｉ ｖ０．是 一 种 淡 黄 色 的无 机颜 料 ， 具 有无 毒 、 耐腐蚀 性 好 、 色 泽 明亮 、 铁 弹 性、 光 催 化 性 及 对 环 境 友 好 等 优 良性 能 。 Ｂｉ ＶＯ 的 光 催 化 性 能 主 要 依 赖 于 其 晶 体 结 构∞ ］ 。 目前 已 文 献 报 道 的 有 三 种 晶 体 类 型 ： 四方 锆石 型、 单 斜 白钨 矿 型 和 四 方 白钨 矿 型 。 不 同 晶 型 结 构 的 Ｂｉ ＶＯ； 光 催 化 性 能不 一 样 ， 其 中￣ － ｔ ４晶 型 Ｂ ｉ ＶＯ。由 于带 隙较 窄 ， 比其 他 晶 型 具 有 更 高 的 可 见 光 光 催 化 活性 ， 可 能 的 原 因 为 在 该 晶 型 的 晶 体 中 Ｖ 与 四个 。 形 成 的 四面 体是 扭 曲 的 。 因 为 四 个 Ｖ— ｏ 的 键 长 不 同， 这 种 扭 曲 的 结 构 使 得 光 生 载 流 子 可 能 顺 利 地 传
２ ０ １ ５ 年第 ｌ ９ 期
内 蒙古 石 油化 工
ｌ
可见 光响应半导体光催化剂 一钒酸铋
通 拉 嘎
（ 呼和浩特 民族学 院， 内蒙古 呼和浩特 ０ １ ０ ０ ５ １ ） 摘 要 ： 钒 酸铋 是 一 种 可 见 光 响 应 型 半 导 体 光 催 化 剂 ， 具有 无毒 、 耐 腐蚀 、 环 境 友 好 等 优 良性 能 。 本 文 介 绍 了钒 酸 铋 光 催 化 剂 的 性 能 、 制 备 方 法 以及 改 性 技 术 等 ， 并 对 钒 酸 铋 系光 催 化 剂 今 后 的 研 究 方 向做
２ Ｂｉ Ｖｏ。 的 改 性 技 术
共 沉 淀 法 一 般 是 按 一 定 比例 把 可 溶 性 的 金 属 盐 类配 成 溶液 。 然 后 通 过 加 入 合 适 的 沉 淀 剂 使 金 属 离 子 同时 沉淀 下来 以便 形 成 均 匀 的沉 淀 物 ， 为 了形成 较好 的粒 子 ， 需要 调 节溶 液 的浓 度 和 ｐ Ｈ 值 等 条件 ， 然后再 对沉 淀物 进行 固液 分 离 、 洗涤 、 干 燥 以及 加 热 分 解 而制得 粉末 产 品。 共 沉淀 方 法有很 多 优点 ， 例 如
１ ． ４ 高 温 回 相 反 应 法
１ Ｂ ｉ Ｖ０。 的 制 备 方 法
Ｂ ｉ ＶＯ 的 光 催 化 效 率 与 它 的 制 备 方 法 有 很 大 的 关系， 目前 常 用 的 制 备 Ｂｉ Ｖｏ．的 方 法 有 以 下 几 种 。
１ ．１ 共 沉 淀 法
高温 固相合 成 是 指 在 高 温条 件 下 ， 固 体 界 面 问 经 过 接触 ， 反应 ， 成核 ， 晶体 生 长 反应 而 生 成一 大批 复合氧化物 ， 含氧酸盐类、 二 元 或 多 元 陶 瓷 化 合 物 等 。用 此 方 法 制 备 Ｂｉ ＶＯｌ 时＿ ７ 可将 Ｂ ｉ （ ＮＯ３ ） ３・５ Ｈ２ Ｏ 和 ＮＨ Ｖｏ。 按 一 定 的 物 质 量 比与 适 量 柠 檬 酸 置 于 玛 瑙 研钵 中混 合 ， 研磨 ， 加 入几 滴浓 氨 水继 续 研磨 ， 恒 温 干燥 得 到 前 驱物 ， 将 前 驱 物 放 入马 弗 炉 中 。 焙烧． 冷却 ， 即 得 到 亮 黄 色 Ｂｉ ＶＯ。 粉体 。
形貌 、 晶粒大 小 、 比表 面 积 等 有 重 要 影 响 。
１ ．３ 溶 胶 一 凝 胶 法
溶 胶 一 凝 胶 法 就 是 用 含 有 高 化 学 活 性 组 分 的 化 合物 作为 前驱 体 ， 在液 相下 将这 些原 料均 匀混合 。 并 进行 水解 ， 缩 合等 化学 反应 ， 在 溶 液 中 形 成 稳 定 的 透 明溶 胶体 系 ， 溶 胶经 陈４ － １ ＝ 胶 粒 问缓慢 聚合 ， 形 成 三 维 空 间网 络结 构 的 凝胶 ， 凝胶 网络 间 充满 了失 去流动 性 的溶 剂 ， 形成 凝胶 。 溶 胶 一 凝 胶 法 制 备 Ｂｉ ＶＯ．时 常 以柠 檬酸作 为 络合 剂 。