规则形貌的多孔bivo_4与复合bivo_4bi_2wo_6的可控合成及其可见光催化性能研究

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1、学校代码：10255学号：2121230DONGHUAUNIVERSITY硕士研究生学位论文规则形貌的多孔BiVO4与复合BiVO4/Bi2WO6的可控合成及其可见光催化性能研究STUDYONCONTROLLABLEFABRICATIONANDVISIBLELIGHT-PHOTOCATALYSISOFREGULARLYMORPHOLOGICALPOROUSBiVO4ANDBiVO4/Bi2WO6学科专业：环境工程作者姓名：林杰指导老师：薛罡答辩日期：2015.01I东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德

2、，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日II东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据

3、库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日III规则形貌的多孔BiVO4与复合BiVO4/Bi2WO6的可控合成及其可见光催化性能研究摘要铋系新型光催化材料近年来得到了广泛的关注，其中BiVO4、Bi2WO6因其独特的晶体结构、较窄的能带宽度和优越的可见光催化性能在光催化领域尤为活跃。BiVO4具有三种晶型，即单斜白钨矿晶系、四方锆石晶系和四方白钨矿晶系，其中单斜白钨矿晶系的BiVO

4、4的带隙能最窄(2.4eV)，从而在可见光照射下表现出更为突出的光催化特性。本论文采用水热法和醇-水热法合成了具有规则形貌的和/或多孔结构的BiVO4与复合BiVO4/Bi2WO6光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、氮气吸附-脱附(BET)、X射线能谱(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)等技术手段表征了所制备光催化材料的物理性质。并以罗丹明B的降解为模型反应，考察了BiVO4与BiVO4/Bi2WO6样品在可见光照射下的光催化活性。研究内容主要包括：（1）以Bi(

5、NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料，TTAB为模板，HNO3或NaOH为pH调节剂，采用水热合成法通过调节水热反应温度、反应时间、表面活性剂TTAB用量及反应前驱液pH，成功制备了具有I东华大学硕士学位论文规则形貌的多孔BiVO4与复合BiVO4/Bi2WO6的可控合成及其可见光催化性能研究十面体和多孔微米球形貌的BiVO4样品。表面活性剂的用量和反应前驱液的pH值对合成的BiVO4样品的晶相结构、粒子形貌以及孔结构存在重要的影响。研究发现，以TTAB为模板制备BiVO4的最佳水热反应温度为180℃，最佳水热反应

6、时间为180min，生成的样品主要为形貌均一的单斜晶系BiVO4。在上述反应条件下，当TTAB用量为0.5g、1g和1.5g时，主要生成不规则颗粒状、多面体和十面体的单斜白钨矿晶系BiVO4，其比表面积、光学吸收特性及可见光催化性能均优于无添加表面活性剂的样品BVO-T0，对RhB染料的可见光催化降解率（催化剂投加量50mg）都可达26%，有较大程度的改善。此外，当反应前驱液pH为1.5~3时，主要生成多面体结构的单斜白钨矿晶系BiVO4，比表面积较小；而当pH为5~9时，生成的微米级球状m-BiVO4和t-BiVO4

7、混晶，具有更大的比表面积。微球的内部形貌和致密度也与反应前驱液的pH值密切相关。样品BVO-T1-5和BVO-T1-7因其良好的多孔结构、较大的比表面积和独特的微球内部形貌而表现出卓越的可见光催化性能，对RhB染料的可见光催化降解率（催化剂投加量50mg）可高达90.4%。（2）以Bi(NO3)3·5H2O和NH4VO3为原料，乙醇和异丙醇的混合液为溶剂，EDTA和SDBS为双模板，HNO3或NaOH为pH调节剂，采用醇-水热法通过调节水热反应温度、反应时间、表面活性剂EDTA与SDBS比例及反应前驱液pH，成功制备了

8、具有中空微米球形貌的BiVO4样品。研究结果表明，以EDTA和SDBS为双模板制备BiVO4的最佳水热反应温度为180℃，最佳水热反应时间为II东华大学硕士学位论文规则形貌的多孔BiVO4与复合BiVO4/Bi2WO6的可控合成及其可见光催化性能研究180min，生成的样品主要为形貌规整的单斜晶系BiVO4。在制样过程中，加入ED