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第30卷，第7期 光谱学与光谱分析 201 and 0年7月 SpectroscopySpectralAnalysis July，2010 可见光响应的BiV04／Ti02纳米复合光催化剂 嵇天浩，杨 芳，周娇艳，杜海燕，孙家跃 北京工商大学化学与环境工程学院，北京100048 摘要通过水热法制备了两种新型纳米复合材料BiVO,／Ti02，并对其晶体结构、形貌尺寸及光催化活性 进行了测试。X射线粉末衍射测试结果表明，这两种复合材料均是由单斜相BiV04和锐钛矿型Ti02构成； 扫描电镜和透射电镜测试结果表明，两种样品均为BiVO。纳米颗粒负载于Ti02纳米线上；通过测试紫外一 可见吸收光谱可观察到BiV04／Ti02的吸收边相对于纯Ti02明显发生了红移；在相同实验条件下，对亚甲 基蓝的可见光催化降解实验结果表明，由含Bi3+钛酸盐纳米线制备的BiVO,／Ti02的光催化活性远高于纯 BiV04和TiQ半导体材料。 关键词 纳米复合物；BiV04／TiOz；光催化剂；可见光响应；水热合成 中图分类号：0482文献标识码：A DOI：10．3964／j．issn．1000-0593(2010}07—1944—04 导体经过适当复合后所形成的纳米复合材料不仅拓宽了 引 言 TiQ的光吸收范围，而且其可见光光催化活性也非常高，可 望在污水处理、空气净化或光解水等方面发挥作用。 二氧化钛(Ti02)是一种非常重要的半导体材料，它具有 化学性质稳定、耐化学和光化学腐蚀以及无毒等特性，因 1实验 而，在可见光催化、污水处理及空气净化等方面有着很大的 潜在应用价值D-4]。然而，二氧化钛仍存在诸多缺陷，如，禁1．1试剂与仪器 带宽度较宽(3．2eV左右)，仅能吸收太阳光谱中紫外光部 使用试剂有：偏钛酸(CP)，氢氧化钠(AR)，硝酸铋 分，因而太阳能利用率低，限制了其实际的应用。有研究发 (AR)，偏钒酸铵(AR)，硝酸(2．0 现，将禁带宽度小于Ti02的半导体与Ti02复合是拓宽物质34％)。测试仪器有：D／max2200PC型X射线衍射仪；JE- 0IJSM 吸收边的一种有效方法[5]。例如，Kudo等对CdS-Ti02复合 cintra Uv_Vis 光催化剂的研究表明：CdS使Ti02的激发波长扩展到了可H8000型透射电子显微镜；GBC 10e型紫外一 可见吸收光谱仪。 见光区，改善了光催化活性[引。另外，Tioz—SnQ[7]或Ti(]2一 1．2 BiVO,／Ti02纳米复合材料的制备 w03[81等氧化物半导体间的复合研究也启示我们，寻找适当 的窄带半导体与Ti晓纳米线复合能得到高效的复合型光催 1．2．1钛酸盐纳米线的制备 mL10tool·L-1 化剂。BiVO,是一种性能优越的窄带半导体，具有一定的耐 称0．4g偏钛酸(H2TiQ)细粉，与30 酸碱性和化学稳定性。这种材料具有单斜晶系的白钨矿型晶 NaOH溶液混合，于180℃反应34h，自然冷却后制得白色 体，其禁带宽度为2．4eV，在可见光(420rim)下，可催化沉淀物，过滤，用1mol·L-1硫酸溶液和去离子水洗涤至中
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