摘要:
单斜晶相结构的钒酸铋(BiVO4)是一种具有高活性的可见光响应型催化材料.制备方法对BiVO4的晶相结构、比表面积、晶粒尺寸和形貌等性质有重要影响,并进而影响其光催化性能.采用不同的制备方法(例如共沉淀法、水热法、化学沉积法、有机分解法和超声化学法等)可获得单斜晶相结构和不同形貌的BiVO4,例如:管状、线状、球型、片状、带状、空心和板状BiVO4.但所得的绝大多数BiVO4都是纳微米级的体相材料,比表面积很低(< 4 m2/g),不利于光催化性能的改善.众所周知,比表面积决定了催化剂表面活性位的数量,而孔道结构有助于捕获入射光和有助于反应物分子的传质.因此很有必要研发一种有效方法来合成高比表面积和多孔结构的BiVO4光催化剂.近年来,三维有序大孔(3DOM)材料因具有发达的孔道结构、高的比表面积、优良的氧化还原能力和催化性能而备受关注.其中三维孔道结构有助于反应物分子的吸附和扩散,有利于催化过程的实现.在课题组前期工作的基础上,我们采用金属络合剂辅助的PMMA硬模板法制得了3DOM BiVO4光催化剂(图1).3DOM BiVO4催化剂具有单斜相晶体结构和高的比表面积(18-24 m2/g).在所获得的光催化剂中,比表面积为24 m2/g的3DOM BiVO4显示出较高的光催化性能:在苯酚初始浓度为0.1 mmol/L和H2O2添加量为0.6 mL条件下反应3 小时后,苯酚转化率可达94%.较低的苯酚初始浓度和适中的H2O2用量有助于提高材料的光催化活性.可以认为,3DOM BiVO4优异的光催化性能与其高的比表面积和吸附氧物种浓度以及发达的多孔结构相关[1].我们相信,3DOM材料在光催化领域具有很大的发展潜力.
关键词:
通讯作者信息:
电子邮件地址: