BiVO4纳米粉体的制备及光催化性能的研究开题报告
2020-05-28 07:04:16
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
绪论
利用半导体材料作为光催化剂可催化降解有机污染物, 催化剂在光辐射下将有机物降解, 并最终完全矿化为co2、h2o和毒性小的有机物和无机离子等,在能源、绿色化学方面显示出其独特的功效。因此,制备高效、实用的光催化剂已成为近年来国内外光催化材料研究热点。[2]近年来,bi2wo6、bi2moo6、inmo4 ( m = nb,ta)、bivo4 等新型半导体光催化剂材料成为催化剂研究的热点,它们具有的窄带隙有利于将电子从价带激发到导带上,可以增强材料的光催化性质,在可见光区域具有陡峭的吸收边缘。[3-9]
bivo4是一类稳定的半导体材料,带隙仅为2.4 ev,bi的6s和6 p轨道分别参与价带和导带构成,使得禁带宽度变窄,光吸收范围扩展到可见光区。此外,bi的6s和o的2p轨道杂化使得价带更为分散,有利于光生空穴在价带上的移动,阻碍其与光生电子的复合,提高光催化活性。由于bivo4具有良好的可见光催化能力,可代替传统紫外光响应催化剂,用于光解水和光解有机污染物。这使得bivo4在可见光催化领域的研究越来越受到重视。[10]
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
本论文是实验中,我们利用水热法,制备bivo4纳米粉体并对其光催化性能研究的步骤为:
1.按摩尔比bi∶v=1:1将bi(no3)3和nh4vo3分别溶于30mlhno3溶液(2mol/l)和30 ml naoh溶液(2mol/l),在磁力搅拌下,将nh4vo3溶液滴加进bi(no3)3溶液,用0.5 mol /l的nahco3溶液调节溶液的ph(当溶液ph>8时,用naoh溶液调节)。将溶液装入含聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中,分别于180℃和150℃反应一定时间后,抽滤,洗涤并干燥,得钒酸铋。
2.取0.1g的样品100ml浓度为10mg/l的亚甲基蓝(mb)溶液,在黑暗条件下超声30min,并搅拌30min,以使达到吸附-解吸平衡。用装有紫外光截止滤波片的300w氙灯充当可见光光源(λ≥420nm),光源距溶液表面15cm,每光照一定时间,从降解池中取少量溶液,离心5min,取上清液,用752n型紫外可见分光光度计测定亚甲基蓝的吸光
度。反应温度为室温,计算亚甲基蓝的降解率。