钒酸铋的制备和改性及其在光催化领域的研究

作者：刘可凡 唐新峰 霍原非

来源：《理论与创新》2019年第09期

        【摘要】钒酸铋作为一种新型的半导体光催化材料，因其较窄的能隙、对可见光响应性能优异、光催化性能稳定、催化活性较高、制备方法简便等优势，在光催化领域中占有非常重要的地位。本文综述了钒酸铋的制备工艺、改性方法、在光催化领域中的应用，总结了钒酸铋的发展现况，并且对其进行了展望。

        【关键词】钒酸铋;制备工艺;改性方法;光催化;技术应用;前景展望

        引言

        在光催化领域中最常用的二氧化钛因其禁带宽度较宽，且只能吸收太阳辐射光谱中的紫外光，这极大地限制了其在光催化领域的应用，人们迫切寻找一种能够在可见光区域内进行高效光催化作用的半导体光催化材料。

        钒酸铋是一种高效的新型可见光催化剂，其结构主要分为单斜白钨矿（z-m）、四方白钨矿（s-t）和四方锆石矿（z-t）结构三种。其中单斜白钨矿型钒酸铋因其带隙窄，能够有效利用太阳光中占比较大的可见光来进行光催化反应，在光催化领域中具有极好的发展前景。

        本文从钒酸铋的制备工艺、改性方法以及其在光催化领域中的应用等方面，综述了钒酸铋在光催化领域的研究进展，并且对其进行了展望。

        1钒酸铋的制备工艺

        钒酸铋的制备工艺种类繁多，目前制备钒酸铋的工艺主要有溶胶凝胶法、微乳液法、超声辅助热回流法、水热合成法、微波水热法、化学沉积法、共沉淀法、高温固相合成法、静电纺丝法以及柠檬酸络合法等。

        1.1溶胶凝胶法

        溶胶凝胶法是制备纳米钒酸铋的常用方法之一，王敏等通过乙二醇溶胶凝胶法，以乙二醇为溶剂，五水合硝酸铋和偏钒酸铵为原料，成功制得钒酸铋材料，并且检测发现制备的样品纯度较高且均为单斜型钒酸铋。此后，他们研究了pH值以及温度对钒酸铋催化活性的影响，发现在pH值为9、煅烧温度为550℃时，钒酸铋的晶体颗粒最小，催化活性最高。

钒酸铋的制备和改性及其在光催化领域的研究