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新型可见光催化剂BiVO4概述
摘要:阐述了新型可见光催化剂BiVO4光催化机理以及其制备方法,介绍了BiVO4光催化剂在污水处理和室内环境治理中的应用情况,分析了目前存在的问题并提出了研究方向。
关键词:BiVO4;可见光催化剂;废水处理;制备方法
The overview about the novel visible light photo-catalyst
Environment engineering Wang Dandan 11803008
(college of marine science and Engineering,Tianjin University of Science & Technology,Tianjin,300457)
Abstract: The photocatalytic mechanism of a novel visible light photo-catalyst BiVO4 and its preparation method. The applications of BiVO4 photo-catalyst in wastewater treatment as well as indoor environmental control were introduced. The problems existed at present were analyzed and the research directions were also put forward.
Key words:BiVO4;visible light photo-catalyst;wastewater treatment;preparation method
前言
多相光催化领域开始于1972年,Fujishima利用TiO2单晶电极光电催化成功地分解了水。后来,--,又将光催化剂研究领域扩展到水中污染物的处理。由于光催化技术在处理污染物方面效率高、节约能源、清洁无毒,不会对环境再次造成污染,而且制备工艺简单,所以半导体光催化剂也被普遍认定为一种新型绿色催化剂,在各种生活环境净化方面都有广阔的应用前景。在光催化材料领域,TiO2一直作为研究重点,并且已经取得了很多成果,然而TiO2本身固有的缺点(较大的禁带宽度()使其只能利用太阳光总能量的40%)严重地制约了其进一步研究与应用。因此,为了充分利用太阳光,提高材料本身的光催化性能,开发可见光响应半导体光催化材料将是光催化领域的重点。
钒酸秘(BiVO4)由于有较小的禁带宽度(),可以直接吸收可见光,而受到了广泛的关注。钒酸秘(BiVO4)主要由层状Bi-V-O单元平行于c轴方向堆积而成,类似于Bi2O3。和V2O5。二元构造物,如图1-1所示。Bi原子周围是扭曲的氧八面体,V位于一个扭曲的四面体中心,O1分别连接1个Bi原子和1个V原子,而O2连接2个Bi原子和单个V原子。原子之间的这种化学计量比说明Bi(5d106s2)、V(3d0)、和O(2p6)的化合价分别为+3,+5和-2。从价电子密度态计算图(图1-2)可见,价带的主体部分由分布在0~-5eV范围内O2p轨道构成,V的d轨道中并没有电子,所以在价带的构成中其主要和O2p轨道在-3 5e