BiVO4粉体的制备方法及光催化性能的研究进展
2012-04-13魏莎莎谈国强宋丽花
陕西科技大学学报 2012年2期
魏莎莎,谈国强,宋丽花,章 微,夏 傲
(陕西科技大学 材料科学与工程学院,陕西 西安 710021)
0 引 言
利用半导体材料作为光催化剂催化降解有机污染物,可将有机物完全矿化为H2O和无机离子,降解速率快,不产生二次污染,有着传统的高温、常规污染处理方法不可比拟的优势.国内外报道的光催化研究中,TiO2以其优良的光催化性能备受人们的关注,成为近几十年来最重要的光催化剂.但由于其带隙宽(3.2 eV),只能被波长较短的紫外光激发,极大地限制了TiO2的应用.
BiVO4主要有3种晶型:四方锆石型(z-t)、单斜白钨矿型结构(s-m)和四方白钨矿型结构(s-t),其中单斜晶相钒酸铋的禁带宽度为2.3~2.4 eV,它足够高的价带完全可以实现空穴(h+)对有机污染物的降解.在单斜白钨矿BiVO4的结构中:每个铋和6个氧组成BiO6八面体,每个钒和4个氧组成VO4四面体,BiO6八面体之间以相邻交替,而VO4之间不接触,Bi原子在8个VO4四面体环绕之下,和VO4之间共一个氧原子,构成的结构之间有一定的层间距.该结构对光吸收的带隙能起决定作用,通常都是其中的O2p提供价带,过渡元素V的空d轨道提供导带; BiVO4(z-t)和BiVO4(s-m)紫外光区的吸收主要是借助于电子从O2p轨道跃迁到V3轨道,而可见光区的吸收则是借助于电子从Bi6s轨道或者Bi6s和O2p的杂化轨道跃迁到V3轨道.
BiVO4作为一种非TiO2基的新型环保半导体光催化剂,因其禁带宽度窄、无毒、稳定性好,有着广泛的应用前景,引起了科研工作者们的广泛关注.本文就近几年来BiVO4光催化剂的研究,综述了BiVO4光催化剂的合成方……
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