tio_2-bivo_4异质结的制备及其可见光催化性能研究

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1、硕士学位论文TiO2-BiVO4异质结的制备及其可见光催化性能研究顾萌哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O643.36学校代码：10213国际图书分类号：544.4密级：公开理学硕士学位论文TiO2-BiVO4异质结的制备及其可见光催化性能研究硕士研究生：顾萌导师：吴晓宏教授申请学位：理学硕士学科：物理化学所在单位：理学院化学系答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O643.36U.D.C:544.4DissertationfortheMasterDegreeinEngineering

2、PREPARATIONOFTiO2-BiVO4HETEROJUNCTIONANDTHEIRVISIBLE-LIGHTPHOTOCATALYTICACTIVITYCandidate：MengGuSupervisor：Prof.XiaohongWuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：PhysicalChemistryAffiliation：SchoolofScienceDateofDefence：June，2015Degree-Conferring-Institution：Har

3、binInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要随着水污染问题的日益严峻，目前认为，处理水污染最好的办法是光催化技术，寻找一种能够充分利用太阳能降解污染物光催化剂成为目前的研究热点。钒酸铋（BiVO4）是一种窄带隙的可见光响应型光催化材料，引起了研究者的广泛关注。然而由于钒酸铋的光生电子和空穴易复合、难分离，导致了在光催化效率方面仍存在一定的局限性。因此，对钒酸铋光催化剂进行改性成为目前研究的趋势。TiO2具有氧化还原能力强、光催化效率高、化学稳定性好等特点，将TiO2与BiVO4复合制备BiVO4-TiO

4、2异质结光催化剂将具有重大的研究意义与应用前景。本研究采用水热法，以NH4VO3为钒源，Bi(NO3)3·5H2O为铋源，葡萄糖为表面活性剂，NaOH为pH调节剂，制备BiVO4光催化剂。通过调控水热反应时间、水热反应温度、前驱溶液pH值、表面活性剂用量等，进行BiVO4光催化剂制备工艺的优化。光催化性能试验结果表明，在水热温度180℃、前驱液pH值为6、表面活性剂加入量1.5g的条件下，水热24h，制备得到的BiVO4光催化剂具有最佳的光催化活性，120min对罗丹明B的降解率达88%。为了进一步提高BiVO4的光催化性能，用TiO2对B

5、iVO4光催化剂进行改性处理，形成有利于光生载流子分离的BiVO4-TiO2异质结。本研究以钛酸四丁酯为钛源、乙醇和水为溶剂、硝酸为pH调节剂制备TiO2溶胶，在凝胶的过程中，加入制备得到的BiVO4光催化剂，经热处理后得到TiO2-BiVO4异质结。光催化性能试验结果表明，在TiO2占BiVO4光催化剂的含量为6%时，得到的TiO2-BiVO4异质结具有较高的光催化活性，120min对罗丹明B的降解率达98%。同时，本文对TiO2-BiVO4异质结光催化机理的分析结果表明，BiVO4光催化活性的提高主要归因于TiO2与BiVO4有效复合后

6、形成的n-n型异质结能够有效提高光生载流子的分离速率，从而提高其光催化活性。关键词：TiO2-BiVO4异质结；水热法；溶胶凝胶法；可见光光催化-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractAsthewaterpollutionisbecomingmoreandmoreserious，thebestwaytodealwithwaterpollutionisphotocatalysistechnology.Lookingforakindofphotocatalystthathashighphotocatalyticactivitybec

7、omesanadvancedresearchhotspot.BiVO4withnarrowbandgap,isawidelystudiedphotocatalystduetoitshighvisible-lightphotocatalyticactivity.However,therecombinationofphotogeneratedelectron/holesaffectsthephotocatalyticactivity.Therefore,themodificationofBiVO4becomesahotspotforresear

8、ch.Asaresult,itisofgreatsignificancetosynthesizeBiVO4-TiO2heterojunctionduetoitscommercia