纳米钒酸铋的制备及其性能研究

发布时间：2021-03-31 08:37

如今,在我们生活的社会中,研究者们发现二氧化钛是应用最广泛的半导体催化剂,但它只能在紫外光照射下发生反应,对太阳光的利用效率很低,为了解决这个问题,研究者们开始寻找新型的可见光催化剂。钒酸铋的禁带宽度是2.4e V,其吸收边可延伸到约520nm处。钒酸铋外表颜色为橙黄色,可作为可见光响应的理想光催化材料。钒酸铋的制备方法有高温固相反应法、水热合成法、化学沉淀法等。本文采用水热合成方法,以Bi(NO3)3·5H2O为铋源,Na VO3为钒源,以表面活性剂CTAB为模板剂,制备钒酸铋光催化材料,所制备的钒酸铋经X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法对所合成的钒酸铋样品进行表征,以罗丹明B为催化降解剂,在可见光下,探究了钒酸铋的光催化活性性能。通过反应温度、反应时间、表面活性剂用量,对合成纳米钒酸铋的结构和形貌有影响。并从光催化反应条件的改变,如表面活性剂的添加用量和晶化温度的改变因素,探究了催化剂对可见光光催化降解罗丹明B反应活性的影响。并对其光催化机理进行简单的探讨。实验结果表明,通过水热合成方法,加入表面活化剂CTAB,加入反应物使他们的摩尔量比值是Bi:V:CTAB=1:1:1,反应温度是180℃,反应时间是24小时的条件下,可制备出结晶良好的钒酸铋片状晶体。此条件下制备的样品具有很好的光催化性能。且通过对钒酸铋光催化机理探讨可知,钒酸铋光催化材料的研究与开发,会提高太阳能利用率,在治理环境的污染和新能源开发利用等方面具有实际的应用价值。
【学位授予单位】：牡丹江师范学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1

文章目录

中文摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 纳米材料概述

1.2 光催化的特性

1.3 纳米材料的应用前景

1.3.1 分解污水中的有机物

1.3.2 室内空气和废气净化

1.3.3 抗菌除臭

1.3.4 紫外吸收特性

1.3.5 处理重金属离子

1.3.6 光催化降解水

1.4 探究钒酸铋光催化剂不同的进展

1.4.1 水热法制备不同形貌的钒酸铋

1.4.2 SCS法制备不同形貌的钒酸铋

1.4.3 其他方法制备不同形貌的钒酸铋

1.5 钒酸铋的制备方法

1.5.1 高温固相反应法

1.5.2 水热法

1.5.3 化学沉淀法

1.5.4 溶胶-凝胶法

1.5.5 微波合成法

1.6 实验表征方法和原理

1.6.1 X射线衍射（XRD）

1.6.2 扫描电子显微镜（SEM）

1.6.3 光催化反应测试

1.7 本论文研究的目的及内容

第2章水热法制备钒酸铋

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 实验试剂

2.2.2 实验仪器

2.3 水热温度对纳米BiVO4制备的影响

2.3.1 实验步骤

2.3.2 结果与讨论

2.4 水热时间对纳米BiVO4制备的影响

2.4.1 实验步骤

2.4.2 结果与讨论

2.5 本章小结

第3章表面活性剂对BiVO4性能的影响

3.1 引言

3.2 实验试剂和设备

3.2.1 实验试剂

3.2.2 实验设备

3.3 样品制备

3.4 实验结果与探讨

3.4.1 表面活性剂CTAB的不同用量对产物形貌的影响

3.4.2 不同反应温度对产物的形貌影响

3.5 本章小结

第4章钒酸铋的光催化性能

4.1 引言

4.2 实验试剂和设备

4.2.1 实验试剂

4.2.2 实验设备及样品

4.3 样品制备

4.4 结果与讨论

4.4.1 表面活性剂（CTAB）的用量对钒酸铋光催化性能的影响

4.4.2 温度的变化对掺入CTAB的钒酸铋光催化性能的影响

4.5 本章小结

第5章探究BiVO4的光催化作用机理

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文

【参考文献】