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《浙江大学》 2011年
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多孔碳球负载BiVO_4及其改性和光催化活性研究

杨勇  
【摘要】:由于TiO2不能高效的利用太阳光能源,因此需要开发新的具有可见光光催化响应能力的新型催化剂。单斜晶白钨矿型BiVO4光催化剂具有天然的可见光催化活性。为了进一步提高其光催化活性,通过分析其本身的能带结构,发现BiVO4的导带仅略微在0 eV之上一点,光生电子不能轻易的被空气中的O2捕获,难以形成超氧自由基。因此需要构造异质结以提高其电子-空穴的转移速率,利用碳球负载BiVO4使其敏化且得以良好负载并便于应用。XRD、SEM、TEM、HRTEM、EDX、FTIR、PL、UV-vis DRS和CV等表征表明,通过延长水热时间(12h),可在低温(190℃)、无模板剂条件下制的窄带隙的单斜晶白钨矿型BiVO4光催化剂,其粒径大小约500nm。 金属修饰BiVO4的光催化活性次序为:CuO-BiVO4Nb2O5-BiVO4 Fe2O3-BiVO4。Nb与V原子性质相近,Nb可取代BiVO4中部分V的位置,形成晶格缺位,致使电子更易被激发,从而提高其光催化性能。CuO与BiVO4形成p-n异质结,提高了光生电子的转移速度,降低了电子与空穴的复合率,可进一步提升反应效率。 碳球(CS)主要有以下作用:(1)吸附作用,增加污染物与催化剂的接触率;(2)敏化作用,减小CuO-BiVO4的禁带宽度;(3)充当电子阱,捕获电子,并降低电子-空穴复合率,提高氧化效率;(4)充当散热器(heat sinks),减小晶粒大小;(5)作为载体,改善催化剂的使用性能。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X13

【参考文献】
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【共引文献】
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