小麦秆和Si源制备絮状Si-BiVO 4 及其光催化性能研究

采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法,以小麦秆为模板和硅源制备Si-Bi VO4光催化材料(WS-Si-Bi VO4)。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对样品进行微观结构和机理的分析。并在模拟可见光(卤素灯)照射下,通过光催化降解甲基橙来评价WS-Si-Bi VO4光催化剂的活性。结果表明:小麦秆的微观结构为弯曲褶皱的纤维絮状,以小麦秆为模板制备的系列WS-Si-Bi VO4均成功复制了小麦秆的纤维絮状,有利于增大样品的比表面积;且小麦秆中含有一定量的Si,在煅烧过程中部分Si以Si4+的形式掺杂进入Bi VO4,取代部分V5+,使得样品中氧空位增多;以小麦秆为模板制备的系列WS-Si-Bi VO4没有改变纯Bi VO4的晶型,均为单斜白钨矿型;而且晶体粒径较纯Bi VO4小,表面较为光滑,颗粒形状较为规整;可见光光照50 min时,WS-Si-Bi VO4样品对甲基橙的脱色率达71.52%,较纯Bi VO4(35.43%)提高了36.09%,其原因主要是Bi VO4复制了小麦秆的纤维絮状、晶体粒径减小、比表面积增大、氧空位增大、带隙宽度小等。