bi0.5y0.5vo4的制备及其光解水性能分析word格式论文.docxVIP

通过改变焙烧温度合成系列Bi0.5Y0.5VO4催化剂，研究发现焙烧温度对晶体结构有较大影响。水热预处理后的四方晶系中间产物，经600℃热处理后转变为单斜晶型，经700℃及以上热处理后保持高温稳定晶型四方晶型，说明中间产物尚未形成稳定的晶体结构。800℃条件下得到的四方晶系的BYV(0.5)晶体缺陷较少，光催化活性最好。制备不同Bi/Y原子配比的固溶体Bi1-xYxVO4（x=0、0.3、0.5、0.7、1），研究发现Bi1-xYxVO4均为四方晶系，随着x的增加，即Y含量的增加，固溶体吸收边蓝移，带隙变宽，氧化还原能力增强，另一方面蓝移导致吸收光的波长范围变窄，光利用效率下降。综合影响结果发现x=0.5时，Bi0.5Y0.5VO4 表现出最高的光催化活性。对Bi0.5Y0.5VO4分别负载wt1%Pt、1%Cr2O3、1%RuO2作为助催化剂进行光催化测试，发现三者均能为Bi0.5Y0.5VO4提供产氢和产氢的活性位实现完全分解水，负载Pt和Cr2O3时活性较好。改变负载顺序对Bi0.5Y0.5VO4共负载wt1%Pt-1%Cr2O3，研究对于光催化活性的作用，发现后负载Cr2O3时，氧气产量远远大于氢气，氢氧比例偏离理论比2:1，分析认为这是由于Cr2O3可以作为产氧活性位从而降低析氧过电位。两种助催化剂先后负载时会导致先负载的助催化剂被覆盖，暴露面积不均匀对于光催化活性不利，因此同时负载Pt 和Cr2O3 时光催化活性最好。保持Pt负载量wt1%，改变Cr2O3的负载量为wt0.5%、1%、1.5%、2%进行共负载，研究光催化活性发现最佳比例为wt1%Pt-1%Cr2O3，Cr2O3 含量偏少造成活性位不足；含量偏高发生集聚现象。关键词：固溶体，光催化，水热法，共负载IIThe Preparation and PhotocatalyticWater Splitting Properties of Bi0.5Y0.5VO4ABSTRACTNowadays,itisveryurgentforhumanbeingstodevelopclean,no-pollutinghydrogenenergy,sincetheenergyandenvironmentalproblemcausedbythelarge-scaleexploitationanduseoffossilenergy.Amongmanymethodsofhydrogenproduction,theheterogeneousphotocatalyticwatersplittingtechniquewhichwasdevelopedfrom“Fujishima-Honda”isincreasinglyunderthespotlight.Itismeaningfultodesignanddevelopsolidphotocatalystswhichcanstoichiometricallysplitwaterintohydrogenandoxygen. BiVO4isbeing oneof the highlightsbecause itcan respond tovisible light.But itisregrettedthatBiVO4canonlyproduceO2fromAgNO3aqueoussolution,cannotreduceH2OtoH2becauseofitspropertyofbandstructure.Inthisthesis,inordertoadjustthebandstructureandphotocatalytic property,asolidsolutionBi1-xYxVO4wassynthesizedin6hourswithhydrothermalpretreatment.Theirphysicalandchemicalpropertieswerecharacterizedby XRD,SEM,DRS,BETandsoon. TheresultsshowedthatBi1-xYxVO4wassolidsolutionofBiVO4andYVO4,itscrystalstructurewasI41/amd.Bi1-xYxVO4wasfoundtobecapableofoverallwatersplittingwhenloadedwithco-catalysts.Bi0.5Y0.5VO4loadedwithwt1%Pt-1%Cr2O3showedthebestphotocatalyticactivity,RateofH2andO2was80.5μmol/hand43.8μmol/h,respectively.The