可见光响应型CuO／BiVO4的光催化活性研究
BiVO4的合成、改性及其可见光光催化活性研究的开题报告
BiVO4的合成、改性及其可见光光催化活性研究的
开题报告
1. 研究背景
随着环境污染和能源危机的加剧，可持续能源和环境保护的重要性日益凸显。
其中，光催化技术作为一种无污染、高效、可持续的处理污染物和制备新能源的方法正在被广泛研究。
相比于紫外光催化，可见光催化具有更广泛的应用前景，因此寻找新型可见光响应的光催化剂成为研究热点。
BiVO4是一种可见光响应的光催化剂，具有良好的光催化活性和稳定性，被广泛应用于光催化领域。
然而，由于BiVO4的能带结构和表面特性限制了其光催化性能的提高，因此需要通过合成方法和改性手段来提高其光催化活性。
2. 研究内容
本研究将主要围绕以下几个方面展开：
(1) BiVO4的合成方法研究。
采用水热法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等方法合成BiVO4，比较不同方法对BiVO4形貌和光催化性能的影响，并寻找最优合成方法。
(2) BiVO4的改性研究。
采用离子掺杂、负载金属等方法对BiVO4进行改性，探究改性对其晶体结构、表面特性和光催化活性的影响。
(3) BiVO4的可见光光催化活性研究。
采用可见光催化分解亚甲基蓝等有机染料来评价BiVO4的光催化活性，并探究合成方法和改性手段对其活性的影响机理。
3. 研究意义
本研究旨在寻找新型可见光响应的光催化剂，为环境治理和新能源研究提供技术支撑。
研究结果可以为BiVO4的合成方法和改性手段提供理论指导和实际应用基础，并为同类物质的研究提供借鉴。
可见光响应型光催化材料的研究进展
可见光响应型光催化材料的研究进展光催化技术是一种利用光照射下的光生电子和空穴来催化化学反应的方法。
在过去的几十年中，人们一直致力于寻找高效可见光响应的光催化材料，以解决环境污染和能源危机等问题。
本文将介绍近年来可见光响应型光催化材料的研究进展，并探讨其未来的应用前景。
近年来，可见光响应型光催化材料的研究取得了一系列重要进展。
例如，人们发现一种基于可见光响应氧化镍的光催化剂，可以有效地催化有机废水的降解。
该材料在可见光下表现出良好的光催化活性，比传统的紫外光催化材料更具应用潜力。
此外，还有一些基于有机-无机杂化结构设计的光催化材料被发现，如钙钛矿材料、有机聚合物复合材料等。
这些材料通过合理设计和调控，能够有效地吸收可见光，并产生高效的光生载流子对。
这些材料具有结构多样性和可调性，可以通过调整其组分和结构来实现对光催化活性的调控。
可见光响应型光催化材料的研究不仅仅局限于有机-无机杂化结构材料，还涉及到纳米材料、金属-有机骨架材料等。
纳米材料由于其较大的比表面积，能够提高光催化活性。
金属-有机骨架材料由于其独特的结构和性质，成为近年来备受关注的光催化材料。
这些材料不仅具有良好的可见光响应性能，还能够通过调控孔径大小、表面功能化等手段来提高光催化活性。
例如，一种基于金属-有机骨架材料的可见光响应型光催化剂被发现，其在可见光下能够高效地催化水的分解产生氢气，具有重要的应用潜力。
可见光响应型光催化材料的研究不仅仅关注其光催化性能，还涉及到其机理的探究。
近年来，许多研究者对可见光响应型光催化材料的光生载流子传输和分离机理进行了深入的研究。
他们通过时间分辨光谱技术、谱学分析等方法，揭示了光生载流子在材料内的传输路径和动力学过程。
这些机理研究不仅为光催化材料的设计和开发提供了重要依据，还为进一步提高光催化性能提供了理论指导。
尽管可见光响应型光催化材料的研究取得了重要的进展，但仍然存在一些挑战。
首先，光催化材料的稳定性和寿命是亟待解决的问题。
《2024年基于BiVO4的复合结构催化剂的构筑及其光催化活性调控》范文
《基于BiVO4的复合结构催化剂的构筑及其光催化活性调控》篇一一、引言随着环境问题日益突出，光催化技术作为一种高效、环保的能源转化与污染治理技术，得到了广泛关注。
在众多光催化剂中，BiVO4因其具有较宽的光谱响应范围和较高的光催化活性，成为研究热点。
本文将探讨基于BiVO4的复合结构催化剂的构筑方法及其光催化活性的调控策略。
二、BiVO4的简介与性能BiVO4作为一种具有正交晶系的p型半导体材料，因其优良的光学性质和光催化性能在光催化领域得到了广泛应用。
其光谱响应范围广，可有效利用太阳光中的可见光部分，同时具有较高的光生载流子迁移率，有利于提高光催化反应的效率。
然而，BiVO4也存在一些缺点，如光生电子-空穴对易复合、比表面积较小等，限制了其在实际应用中的性能。
三、基于BiVO4的复合结构催化剂的构筑为了克服BiVO4的缺点，提高其光催化性能，研究者们通过构筑复合结构催化剂的方法来改善其性能。
具体构筑方法如下：1. 元素掺杂：通过引入其他元素（如Fe、Mo等）对BiVO4进行掺杂，可提高其光吸收能力和载流子迁移率。
2. 异质结构建：将BiVO4与其他具有合适能级的光催化剂（如CdS、TiO2等）结合，形成异质结构，从而提高光生电子-空穴对的分离效率。
3. 纳米结构设计：通过制备具有特殊形貌（如纳米片、纳米线等）的BiVO4材料，增大其比表面积，提高对光的利用率和反应活性位点的数量。
四、光催化活性调控策略针对BiVO4及其复合结构催化剂的光催化活性调控，本文提出以下策略：1. 调节制备条件：通过调节制备过程中的温度、pH值、浓度等参数，控制催化剂的晶粒大小、形貌和表面性质，从而影响其光催化性能。
2. 表面修饰：利用贵金属（如Ag、Pt等）对催化剂表面进行修饰，可提高其对可见光的吸收能力和对反应中间产物的吸附能力，从而提高光催化反应速率。
3. 引入助催化剂：在催化剂体系中引入助催化剂（如Co-Pi 等），可促进光生电子-空穴对的分离和传输，提高催化剂的光催化活性。
可见光响应型光催化剂的制备、结构和性能研究的开题报告
可见光响应型光催化剂的制备、结构和性能研究的开题报
告
一、研究背景
随着环境污染问题的日益严峻和能源资源的紧缺，利用光催化技术进行污染治理和能源开发已成为肯定和寻找的方向。
其中，可见光响应型光催化剂具有广泛的应用前景。
通过激发可见光能改变其电子结构，使其具有一定的光催化活性，可以在光照条件下将有害化学物质转化为无害或低毒化学物质，或者将可再生能源转化为可用能源。
二、研究目的
本研究旨在制备一种可见光响应型光催化剂，并对其进行结构和性能研究，探究其催化机理和光催化活性，为其稳定性和活性的进一步提升提供指导和参考，推动其在环境修复和能源开发等方面的应用。
三、研究内容及方法
1. 制备可见光响应型光催化剂
采用水热法合成含有掺杂离子（如硼、氮等）的半导体催化剂，调控其光催化活性。
2. 结构表征
利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等仪器对光催化剂的表面形貌、结构组成进行分析。
3. 光催化性能测试
采用可见光光谱仪对制备的光催化剂进行吸光度和光电导率测定。
使用典型的污染物（如染料、苯酚等）作为模拟污染物，通过光催化降解实验评价光催化剂的光催化活性。
四、预期成果
制备并表征了一种可见光响应型光催化剂，定量评价了其光催化性能，明确其催化机理。
为光催化材料研究方向提供思路，并为其在环境修复和能源开发等领域的应用提供一定的理论基础和技术支持。
《2024年基于BiVO4光阳极的助催化剂调控用于增强光阳极产氧活性》范文
《基于BiVO4光阳极的助催化剂调控用于增强光阳极产氧活性》篇一基于BiVO4光阳极的助催化剂调控：用于增强光阳极产氧活性的高质量研究一、引言随着全球能源需求的增长和传统能源的日益枯竭，寻找高效、环保、可持续的能源转换技术已成为科研领域的热点。
其中，光催化技术因其具有将太阳能转化为化学能的能力而备受关注。
在众多光催化剂中，BiVO4因其具有合适的带隙、良好的化学稳定性和高可见光响应等优点，被广泛应用于光阳极材料。
然而，BiVO4光阳极的产氧活性仍然受到一些因素的限制，如电子-空穴对的快速复合和光生载流子的传输效率等。
因此，对BiVO4光阳极的助催化剂调控成为了提高其产氧活性的重要手段。
本文将探讨基于BiVO4光阳极的助催化剂调控策略，以提高其光阳极产氧活性。
二、BiVO4光阳极的概述BiVO4是一种典型的钒酸铋材料，具有良好的光催化性能。
在光催化产氧过程中，BiVO4能够吸收可见光并产生电子-空穴对，从而驱动水的氧化反应。
然而，由于电子-空穴对的快速复合和光生载流子的传输效率问题，BiVO4的光催化性能仍需进一步提高。
三、助催化剂调控策略针对上述问题，本文提出以下助催化剂调控策略：1. 助催化剂的选择与制备：选择具有良好导电性、高催化活性和与BiVO4能带结构匹配的助催化剂，如Fe2O3、CoPi等。
通过溶胶-凝胶法、化学浴沉积法等方法将助催化剂负载在BiVO4表面。
2. 助催化剂的形貌调控：通过调整实验参数，如沉积时间、温度等，控制助催化剂的形貌，如颗粒大小、分布和暴露的晶面等。
优化助催化剂的形貌可以提高其与BiVO4的接触面积，从而提高光生载流子的传输效率。
3. 助催化剂与BiVO4的界面优化：通过引入中间层、调整能带结构等方法优化助催化剂与BiVO4的界面结构，降低电子-空穴对的复合速率。
同时，引入缺陷工程，如氧空位等，进一步提高BiVO4的光催化性能。
四、实验结果与讨论通过实验，我们发现经过助催化剂调控后的BiVO4光阳极产氧活性得到了显著提高。
可见光响应型CuO_BiVO_4的光催化活性研究
第一作者:尹 盛,男,1976年生,博士,实验师,研究方向为环境材料制备、设计与应用。
#通讯作者。
*国家自然科学基金资助项目(No.20876071、No.20676057、No.20871061);江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(No.CX08B 142Z)。
可见光响应型CuO /BiVO 4的光催化活性研究*尹 盛1曹 娟1许 晖1,2李华明1#吴春笃2 徐远国1(1.江苏大学化学化工学院,江苏 镇江212013;2.江苏大学环境学院,江苏 镇江212013)摘要 采用浸渍法制备了CuO/BiVO 4光催化剂,通过X 射线衍射(XRD)、热重/差示扫描量热(TG/DSC)和傅立叶红外光谱(FT IR)对其进行了表征,并在可见光照射下考察了其光催化氧化亚甲基蓝(M B)的动力学特性。
结果表明,Cu 的掺杂并未改变BiVO 4的晶型结构;Cu (NO 3)2/BiVO 4在热处理(30~300 )过程中,NO -3已经完全分解,Cu 最终以CuO 的形式存在于Cu O/BiVO 4光催化剂体系中;掺杂不同量Cu 的CuO/BiVO 4中的Cu 2+/Bi +(摩尔比)实测值与理论值相近,该系列光催化剂的合成过程具有较高的可信度;在可见光照射下,CuO/BiVO 4光催化降解M B 反应符合表观一级反应动力学特征;当Cu 2+/Bi +为0.050时,反应动力学速率常数(k )达到最高值(0.4334h -1),此时的k 比单体BiVO 4作用下的提高了1.04倍;由于异质结的存在,CuO/BiVO 4与单体BiVO 4相比,电子和空穴的利用率大大增加,使得CuO/BiVO 4的光催化活性较单体BiVO 4有了大幅度提高。
关键词 CuO /BiV O 4 光催化 可见光 亚甲基蓝The photocatalytic activity of CuO/BiVO 4composites under visible light Yin Sheng 1,Cao J uan 1,X u H ui 1,2,L i H ua ming 1,W u Chundu 2,X u Yuanguo 1.(1.School of Chemistr y and Chemical Eng ineer ing ,J iangs u Univ er sity ,Zhenj iang J iangs u 212013;2.S chool of the Env ir onment ,J iangsu Univ er sity ,Zhenj iang J iangsu 212013)Abstract: T he CuO /BiV O 4photocatalyst w as sy nt hesized by dipping met ho d,and then cha racterized by X ray diffractio n (XRD),T G/DSC and FT IR.T he kinetics cha racteristic o f methy lene blue (M B)deg radatio n by CuO /BiVO 4under v isible lig ht irr adiation w as also investig ated.T he r esults indicted that t he presence of CuO did not change the cr ystallinit y o f the ho st BiV O 4.T he F T IR and T G/DSC analy sis show ed NO -3w as completely decomposed and CuO generated throug h the thermal treatment of the Cu(N O 3)2/BiV O 4mix ture under 300 .T he pr ocess of CuO/BiV O 4synthesis was pr oved t o be highly reliable,for the measured Cu 2+/Bi +of differ ent Cu contained CuO /Bi V O 4agr eed well w ith theor y Cu 2+/Bi +v alues.T he photo cataly tic deg radation of M B using CuO /BiV O 4cat aly sts fol low ed the first o rder reaction kinet ic mo del.T he r ate constant k,w hich increased w ith incr easing CuO content,co uld reach the highest of 0.4334h -1when Cu 2+/Bi +w as 0.050,and t he reactio n r ate w as 1.04times superior to that of sing le BiV O 4.T he phot ocataly tic activ ity o f CuO/BiV O 4w as g reatly impro ved fo r the ex istence of hetero junction en hanced the ut ilization efficiency of electr ons and holes.Keywords: CuO/BiVO 4;photo catalyt ic;visible light;methy lene blue能源与环境污染问题已成为社会发展与进步的制约因素[1]。
可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究的开题报告
可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究的开题报告
1.研究背景及意义
光催化技术是一种应用广泛的绿色环保技术，可以应用于水处理、废气治理、污染物降解等许多领域。
可见光响应型光催化剂是一种新型的光催化剂，具有高效率、
低成本、易制备等优点，已经被广泛研究和应用。
本研究旨在制备一种高效的可见光响应型光催化剂，并研究其结构、光催化性能、稳定性等方面的特性。
通过深入了解其性能，在实际应用中可以提高光催化技术的效率，同时促进环境保护和可持续发展。
2.研究内容及方法
本研究将通过以下方法进行：
（1）制备可见光响应型光催化剂：选用适当的前驱体、外加剂、还原剂等，采
用水热法、共沉淀法等方法制备可见光响应型光催化剂。
（2）表征光催化剂的结构：采用XRD、SEM、TEM等技术对光催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌等特性。
（3）研究光催化剂的性能：采用光催化反应器进行光催化实验，研究光催化剂
的吸附性能、光谱性质、光催化性能等方面特性。
（4）优化制备工艺并提高催化效率：根据上述结果进行催化剂性能的优化，以
提高催化效率、稳定性和实际应用的可行性。
3.研究预期结果
本研究预计可以制备出一种高效的可见光响应型光催化剂，该光催化剂具有较好的稳定性和催化效率，在污染物降解、环境污染控制等方面具有潜在应用价值。
同时，该研究也将进一步深化对光催化机理和催化效应的理解，为光催化技术的进一步发展
提供有力支持。
BiVO4可见光催化剂的研究进展
钒酸铋 （ BiVO4 ） 有三种晶体结构： 四方锆石结构、单斜晶系 白钨矿结构、单斜四方结构，晶体结构的差异使 BiVO4 具有不完全 相同的性质和用途［4 － 5］。经过研究发现，单斜晶系的 BiVO4 具有相 对窄的禁带宽度 （ 2． 43eV） 、特殊的电子结构以及层状结构［6］显示 出优异的光催化活性。
过程中，BiVO4 颗粒呈现单斜结构，RGO 片完全还原，并用 BiVO4
薄片装饰。研究了模拟太阳辐照对含铬 （ VI） 离子废水的还原作
用，评价了 RGO 复合材料和纯 BiVO4 粒子的性能。结果表明，Bi-
VO4 / RGO 复合材料光催化还原 Cr （ VI） 的一阶速率常数 k 约为纯
BiVO4 的 4 倍。可见，BiVO4 与 RGO 的结合具有显著的协同效应，
复合半导体的构建，原理是重新组合两种不同带隙的半导体，
使电荷的分离，抑制其电子和空穴的复合，以提高 BiVO4 的可见光
利用率，具有更稳定的光催化活性。例如，g － C3 N4 的能级与 Bi-
VO4 的能级呈现着重叠结构，该复合结构的光催化活性比纯的 Bi-
VO4 提高了将近 4 倍； 县涛等采用混合烧结法将 BiVO4 与 BaTiO3 结
CHEMICAL AND MATERIALS
化工与材料
BiVO4 可见光催化剂的研究进展
张佳鑫，闫晗，范爱青，刘曼
（ 河北农业大学理工学院，河北 黄骅 061100）
Hale Waihona Puke 摘 要： 本文介绍了钒酸铋含主要结构、发展历程。介绍了光催化原理以及钒酸铋的多种制备方法、钒酸铋的改性研究并通
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关 键 词 Ｃ Ｏ／ ｉ 光 催 化 可 见 光 亚 甲基 蓝 ｕ Ｂ Ｖ０
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具 有 较 高 的 可信 度 ； 可 见 光 照 射 下 ， ｕ ＨＶｏ 光 催 化 降 解 ＭＢ反应 符 合 表 观一 级 反 应 动 力 学 特 征 ； 在 ｃ ｏ／ ｉ 当Ｃｕ＋ Ｂ＋为 ０ ０ ０时 ， ２／ ｉ ．５ 反 应 动 力 学 速 率 常数 （ 达 到 最 高 值 （ ． ３ ）此 时 的 ｋ比单体 ＢＶＯ４ 用 下 的 提 高 了 １Ｏ ） ０ ４ ３４ｈ ， ｉ 作 ． ４倍 ； 于 异 质 结 的 存 在 ， ｕ ＢＶＯ 由 Ｃ Ｏ／ ｉ ４ 与 单 体 ＢＶＯ 相 比 ， 子 和空 穴 的利 用 率 大 大 增 加 ， 得 Ｃ Ｏ／ ｉＯ 光催 化 活性 较 单 体 ＢＶＯ 有 了 大 幅 度 提高 。 ｉ ４ 电 使 ｕ ＢＶ 的 ｉ
环 境 污 染 与 防 治 第 ３ ２卷
第 ４期
２１ ０ ０年 ４月
可 见 光响 应 型 Ｃ Ｏ ＢＶ ４ ｕ ／ ｉ Ｏ 的光 催 化 活 性研 究 ＊
尹 盛 曹 娟 许 晖
（． 苏大学化学化工学院 ， １江 江苏
李华 明
吴春 笃。 徐远 国
镇江 ２２１） １ ０ ３
Ｚ ｅ ｊａ ｇ Ｊ ａ ｇ ｕ ２ ２ １ ２ Ｓ ｈ ｏ ｆ ｔｅＥｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｈ ｎ ｉ ｎ ｉｎ ｓ １ ０ ３； ． ｃ ｏ ｌｏ ｈ ｖｒ ｎ ｎ ，Ｊｉｎ ｕＵｎ ｖ ｒｉｙ，Ｚ ｅ ｊａ ｇＪｉｎ ｓ １ ０ ３ ａ ｇｓ ｉｅ ｓｔ ｈ ｎ ｉｎ ａ ｇ ｕ ２ ２ １ ）
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镇 江 ２ ２ １ ；． 苏 大 学 环 境 学 院 ， 苏 １０ ３ ２ 江 江
摘 要 采 用 浸 渍 法 制 备 了 Ｃｕ ／ ｉ 光 催 化 剂 ， 过 ｘ 射 线衍 射 （ Ｄ） 热 重 ／ 示 扫 描 量 热 （ Ｏ ＢＶＯ４ 通 ＸＲ 、 差 ＴＧ／ Ｓ 和 傅 立 叶 红 外 光 谱 Ｄ Ｃ）
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