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半导体光催化技术在解决环境污染和能源短缺问题上,具有广阔的应用前景。其中暴露活性晶面的BiVO4不仅其能够响应可见光且具有较窄的禁带宽度,而且不同晶面之间形成表面异质结,促进了载流子在表面的迁移。但是暴露活性晶面BiVO4依然存在电子空穴对容易在体内复合,较低的还原电势等问题。本课题通过改变入射光的能量制备出不同Ag颗粒尺寸的Ag/(010)BiVO4光催化剂。通过水热法和光沉积法分别构建了 TiO2/BiVO4直接型Z型异质结,Ag/TiO2/BiVO4间接型Z型异质结和Ag/BiVO4/MnO)x多级界面异质结。增强了半导体的光响应范围,提高了载流子的分离。主要结论如下:(1)通过改变入射光的能量,制备出Ag负载在BiVO4(010)晶面的肖特基异质结。不同的入射光使Ag在BiVO4(010)晶面颗粒尺寸不同,紫外光下沉积的颗粒状Ag最多且最大,可见光下沉积的颗粒状和棒状Ag最少且最小;Ag表面等离子体效应和界面处形成肖特基结,促进了载流子的分离,从而提高光催化活性。(2)通过水热法合成TiO2/BiVO4直接Z型异质结光催化剂。由于功函数的不同,TiO2的电子流向BiVO4,使得两者由Ⅰ型异质结转变成Ⅱ型异质结,继而转变成直接型Z型异质结。不仅能够促进电子空穴对的分离,而且保持较强的氧化还原能力。其中15%TiO2/BiVO4复合光催化剂在模拟太阳光照射180min后对罗丹明B的去除率能达到74.7%,是纯BiVO4的2.83倍。(3)通过两步光沉积法制备Ag/TiO2/BiVO4间接Z型异质结光催化剂,将Ag和TiO2沉积于BiVO4的表面。贵金属Ag的SPR效应将响应范围扩展至近红外光,同时Ag由于其良好的导电性,作为TiO2和BiVO4两种半导体之间的电荷转移的桥梁,形成以Ag为媒介的间接型Z型异质结,提高了电子空穴的分离率。20%Ag/TiO2/BiVO4光催化剂在模拟太阳光照射180min后对罗丹明B的去除率能达到86.16%,是纯BiVO4的3.26倍。(4)在紫外光照下,非晶态MnOx和金属Ag依次沉积在BiVO4的(110)和(010)晶面,形成Ag/BiVO4/MnOx光催化剂。在Ag/BiVO4/MnOx光催化剂中成功构建了多级界面异质结,在p-n结、表面异质结和肖特基结的界面上形成三个同向的内建电场,三个电场共同作用促进光生载流子的迁移并抑制电子-空穴对的复合。等离子体Ag具有LSPR效应,不仅能够提高光吸收,而且能够产生局部磁场,与多级界面异质结产生的电场协同作用提高光催化活性。在可见光下,Ag/BiVO4/MnOx光催化剂对RhB的去除率高达96.5%,是纯相BiVO4的5.9倍。