可见光催化剂ag_3vo_4的制备、表征及其光催化性能的研究

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1、第26卷第1期安徽工程大学学报Vol_26．No．12011年3月JournalofAnhuiPolytechnicUniversityMar．，2011文章编号：16722—477(2011)O1—0020—05可见光催化剂Ag3VO4的制备、表征及其光催化性能的研究胡文娜，刘伟(1．蚌埠学院应用化学与环境工程系，安徽蚌埠233000；2．淮北师范大学化学与材料科学学院，安徽淮北235000)摘要：通过化学沉淀的方法来制备光催化剂AgVO，用紫外一可见光谱、x射线衍射和荧光光谱对其进行表征．通过光催化还原Cr”和光催化氧化甲基橙的效率来评价该催

2、化剂的活性．实验研究了不同的制备条件对Ag。V04催化活性的影响．实验结果表明，在可见光下，在过量银条件下制备的Ag3VO有较好的光催化氧化活性和光催化还原活性，且其紫外一可见吸收光谱有较大程度的红移，提高了对光的利用率．实验同时还研究了在过量银条件下制备出的Ag。VO的稳定性和循环次数．同时对影响AgaVO的光催化活性的机理还进行了探讨．关键词：光催化剂；AgaV0；制备；表征；性能中图分类号：0643．36文献标识码：A利用半导体作为光催化剂，光催化降解和消除有害有机物，引起人们极大的关注，这种方法具有高效、节能、不存在二次污染等特点[i-2

3、]．其中纳米二氧化钛由于其粒度小、粒径分布窄、比表面积大、纯度高、价廉、无毒、稳定、使用寿命长，在环境保护、治理等领域尤其显示了广阔的应用前景，是一种公认的优良半导体光催化剂[3]．然而，由于二氧化钛的带隙较宽(约3．2eV)，决定了其只能吸收利用太阳光中的紫外线部分，只能利用太阳光能量中的4，然而在整个太阳光能量中，可见光约占43，同时在其使用过程中还存在光生电子一空穴对复合、光催化量子效率低等，所以极大地限制了它的广泛应用．因此，开发新型高效的可见光催化剂，及充分利用太阳能，将是光催化发展进一步走向实用化的必然趋势．Konta等[6]采用共沉

4、淀和固相合成法成功制备出了的一系列银的钒酸盐(a—AgVO。，p—AgVO。，AgV。O和Ag。VO)，并进一步研究了其催化分解水产生O。能力．结果表明，尽管所有银的钒酸盐系列在可见光区域都有较强的吸收带，但只有AgV0可在可见光下从硝酸银溶液中催化分解水产生0．原因是AgVO与其他钒酸盐相比，产生的空穴更容易迁移到反应表面的活性位上，然后将水氧化成O。．这就意味着AgVO的VB比O／H：O的电位更正(1．23VVS．SHE，pH—O)．因此，Ag。VO具有较强的氧化性，是一种光催化分解有机化合物的优良催化剂L7{]．本文通过化学沉淀的方法来制备

5、光催化剂AgVO，用紫外一可见光谱、X射线衍射和荧光光谱对其进行表征．通过光催化还原Cr和光催化氧化甲基橙的效率来评价该催化剂的活性．研究了不同的制备条件对Ag。VO催化活性的影响．结果表明，在可见光下，在过量银条件下制备的AgVO有较好的光催化氧化活性和光催化还原活性，且其紫外一可见吸收光谱有较大程度的红移，提高了对光的利用率．同时还研究了在过量银条件下制备出的AgVO的稳定性和循环次数．对影响AgVO的光催化活性的机理进行了探讨．1实验部分1．1主要实验仪器375W中压汞灯(北京电光源研究所研制，特征波长365nm)；500W氙灯(北京电光源

6、研究所研制，特征波长470nm)；截止玻璃(HITACHI，Y一400型，使入射波长>4O0rim)；管式炉(合肥科晶材料技术有限公司，GSL1400X)；TU一1901紫外一可见光分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；UV～Vis漫收稿日期：2010-06-I8基金项目：安徽省含能材料重点实验室科学研究基金资助项目(klein2009014)；安徽省自然科学基金资助项目(kj2o10b196)作者简介：胡文娜(1981一)，女。安徽寿县人，助教，硕士．通讯作者：刘伟(1977一)，男．安徽肥东人，讲师，硕士．第1期胡文娜，等：可见光催化剂

7、Ag3VOt的制备、表征及其光催化性能的研究·2l·反射光谱仪：将光催化剂样品在定压下制成圆片，以标准白板作参比，在日本岛津UV一365型漫反射光谱仪上测得其波长范围为230~900nmX射线衍射仪(XRD)：XRD分析采用中国丹东方圆仪器有限公司DX一2000一x-ray粉末衍射仪，Cu靶，停时1S，固定发射光栅．1．2药品与试剂浓HSO、无水乙醇、甲基橙、K。Cro、氢氧化钠、硝酸银(国药集团化学试剂有限公司)、五氧化二钒(国药集团化学试剂有限公司)、二苯碳酰二肼溶液(显色剂)，以上均为分析纯试剂．1．3Ag。VO光催化剂的制备称取一定量摩尔

8、比为6：1的NaOH和V：O。于3只烧杯中，并加入2OmL蒸馏水使其溶解．在剧烈搅拌下，将Ag／V摩尔比为6：1，3：1，3：2的AgN