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1、瞎西料技大學(xué)論文題目：釩酸鉍復(fù)合光催化劑的改性及光催化性能的研究學(xué)科門(mén)類：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：材料科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院碩士生：張麗麗導(dǎo)師：談國(guó)強(qiáng)教授2014年5月MODIFICATIoNoFBiV04CoMPoSITEPHOTOCATALYSTANDITSPHOTOCATALYTICPRoPERTIESAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofE
2、ngineeringScienceByLiliZhangSupervisor：Prof．GuoqiangTanMay2014釩酸鉍復(fù)合光催化劑的改性及光催化性能的研究摘要釩酸鉍(BiV04)是一種半導(dǎo)體材料，最早被用作黃色顏料，近年來(lái)，由于其具有禁帶寬度窄、高化學(xué)穩(wěn)定性、高太陽(yáng)光利用率、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，而成為光催化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。BiV04具有單斜白鎢礦相、四方白鎢礦相、四方鋯英石相三種晶體結(jié)構(gòu)，其中，單斜相BiV04在可見(jiàn)光下具有一定的光催化活性，但是由于光生載流子復(fù)合率較高，其光催化效率仍有待提高。本文以NH4V03與Bi(N03)3·5H20
3、為原料，采用微波水熱法合成了BiV04粉體，通過(guò)XRD、FESEM、TEM、XPS、UV-vis、BET等一系列測(cè)試方法對(duì)BiV04粉體的晶相、形貌、光性能等進(jìn)行了表征，以在不同光源下降解羅丹明B溶液(RhB)的效率評(píng)價(jià)粉體的光催化性能，重點(diǎn)研究了單斜相BiV04的可控制備和BiV04摻雜改性這兩方面問(wèn)題。(1)為了實(shí)現(xiàn)單斜相BiV04的可控制備，本文以NaOH為pH值調(diào)節(jié)劑，研究了前驅(qū)液pH值這一關(guān)鍵制備因素對(duì)BiV04粉體物相、形貌及光催化性能的影響，研究了不同pH區(qū)域合成的BiV04結(jié)構(gòu)、形貌與光催化性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系，總結(jié)了合成單斜相BiV
4、04粉體的pH范圍，并對(duì)不同晶型之間的轉(zhuǎn)換機(jī)理進(jìn)行了深入研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，pH=4．26．9．76時(shí)合成的BiV04都是不規(guī)則棒狀或樹(shù)枝狀的單斜相晶體，pH=7．81時(shí)合成的不規(guī)則短棒狀晶體在模擬太陽(yáng)光下光催化活性最好，光照5h后RhB降解率為54％。(2)為了提高BiV04粉體的光催化效率，以C6H1206為碳源，對(duì)BiV04進(jìn)行碳摻雜，探討了碳摻雜量、保溫溫度、保溫時(shí)間對(duì)C／BiV04粉體結(jié)構(gòu)、形貌及光催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碳摻雜誘發(fā)四方相BiV04的生成，低溫(160。C，180oc)使四方相BiV04含量增多，在紫外光和模擬太
5、陽(yáng)光下，碳摻雜量為15at％，200℃保溫40min制得的C／BiV04粉體的光催化效率比純相BiV04的光催化效率分別高出36％和29％。(3)為了進(jìn)一步提高BiV04粉體的光催化效率，以NaN，為氮源，合成了具有(040)活性晶面的N／BiV04粉體，分別研究了氮摻雜量、保溫溫度、保溫時(shí)間對(duì)N／BiV04粉體結(jié)構(gòu)、形貌及光催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，制得的N／BiV04粉體都沿(040)晶面取向生長(zhǎng)，呈片狀，晶粒尺寸小，禁帶寬度窄，在不同光源下的光催化活性都高于純相BiV04粉體。在紫外光和模擬太陽(yáng)光下，氮摻雜量為110at．％，200℃
6、保溫40min制得的N／BiV04粉體的光催化效率比純相BiV04的光催化效率分別高出96％和34％。(4)為了進(jìn)一步提高BiV04粉體的可見(jiàn)光催化效率，分別以Er(N03)3·6H20和Yb(N03)3·6H20為鉺源和鐿源，對(duì)BiV04進(jìn)行稀土元素?fù)诫s，研究了稀土離子摻雜量對(duì)Er／BiV04粉體和Yb／BiV04粉體結(jié)構(gòu)、形貌及模擬太陽(yáng)光下的光催化活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，Er／BiV04和Yb／BiV04均為四方相，晶粒尺寸較小，多為納米級(jí)，Er／BiV04在某些可見(jiàn)光區(qū)有吸收(490nm，525nm和605．620nm)。四方相Er／BiV
7、04和Yb／BiV04在模擬太陽(yáng)光下的光催化活性明顯優(yōu)于單斜相BiV04光催化活性，Er3+和Yb3+的摻雜將BiV04的光催化效率提高了90％，達(dá)到了對(duì)其改性的目的。關(guān)鍵詞：BiV04粉體，pH值，非金屬摻雜，稀土離子摻雜，光催化ⅡMODIFICATIONOFBiV04COMPOSITEPHOTOCATALYSTANDITSPHOTOCATALYTICPRoPERTIESABSTRACTAsasemiconductormaterial，bismuthvanadate(BiV04)hasbeenusedasyellowpigmentforman
8、yyears．Inrecentyears，duetothenarrowbandgap，higherstability,highersunlightut
