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高活性钒酸铋的尿素沉淀法控制合成及其光催化活性增强机制研究

2015-01-05张金秋朱玉坤彭彦华周晓晨于建强

影像科学与光化学 2015年4期

张金秋,张 妍*,朱玉坤,彭彦华,周晓晨,于建强,2*

(1.青岛大学 化学科学与工程学院 山东省海洋生物质纤维材料与纺织协同创新中心,山东 青岛266071;2.中国科学院 兰州化学物理研究所 清洁能源化学与材料实验室,甘肃 兰州730000)

随着人类社会的发展和进步,日益严重的环境问题和能源危机已经严重影响了人类的生产和生活,而光催化技术的发展为这两大问题的解决提供了巨大的潜力。自从20世纪70年代Fujishima和Honda发现TiO2能够在光的照射下使水分解为氢气和氧气以来[1],TiO2以其高活性、化学性质稳定、无毒和低成本等优势,成为光催化领域的研究热点。但是经过多年的研究,TiO2的光催化技术仍难以实现高效廉价的转化和利用太阳能,其中最主要的原因是TiO2本身的带隙较宽[2],这让其只在紫外光区才有响应,而太阳光的能量主要集中在可见光区,因此开发具有可见光响应的光催化材料是提高太阳能利用率、实现光催化产业化的关键。

近年来,科学家们已经开发了许多种新型半导体光催化剂,例如等,这些催化剂的带隙较窄,可见光的能量足以将其电子从价带激发到导带上,因此它们的吸收边均在可见光区。其中,钒酸铋获得了更广泛的关注[6-8]。钒酸铋的合成方法主要有固相反应法、燃烧法、水热合成法和共沉淀法[9-17]。水热合成法及共沉淀等溶液法具有一定的优势,即通过改变实验参数(如反应物的浓度、pH值、温度和反应介质)可以很容易地调整控制微观结构,从而得到与性能相关的目标材料。……

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