B-Er共掺杂BiVO4光催化剂：提升甲基橙光降解效率

"该文通过柠檬酸络合法合成了B掺杂及B-Er共掺杂BiVO4可见光光催化剂，并对材料进行了多种表征分析，研究了它们在光催化降解甲基橙溶液中的性能。实验结果显示，B-Er共掺杂BiVO4的光催化活性显著提高，具有更强的光吸收能力和晶体粒径减小的特点。" 这篇论文详细探讨了B-Er共掺杂BiVO4作为一种高效可见光光催化剂的制备及其在环保领域的应用。BiVO4是一种常见的半导体光催化剂，由于其在可见光区的光响应特性，常被用于光催化降解有机污染物，如甲基橙。甲基橙是一种染料，常作为探针反应物来评估光催化剂的性能。 论文首先介绍了采用柠檬酸络合法来合成B掺杂和B-Er共掺杂的BiVO4材料。这种方法是一种化学合成策略，可以控制掺杂元素的均匀分布并优化材料的结构特性。作者通过X射线衍射（XRD）分析确认了掺杂并未改变BiVO4的基本晶型，即保持了单斜结构。然而，B-Er共掺杂使得晶体粒径减小，这可能有利于增加材料的比表面积，从而提高光催化活性。 进一步的，利用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDS）和氮气吸附-脱附（BET）分析揭示了材料的微观结构和表面性质。此外，紫外-可见光谱（UV-vis）分析显示，B-Er共掺杂BiVO4的光吸收强度增强，光谱吸收红移，意味着其对可见光的吸收范围扩大，这将有利于提高其在可见光下的光催化效率。 在甲基橙的光催化降解实验中，B-Er共掺杂BiVO4表现出了优于纯BiVO4和仅B掺杂BiVO4的性能。特别是在60分钟的光照下，B-Er共掺杂BiVO4对甲基橙的降解率达到96.62%，而单掺杂B和纯BiVO4的降解率分别为37.1%和20%。这表明B和Er的共掺杂产生了明显的协同效应，提高了光催化反应的速率和效率。 该研究揭示了B-Er共掺杂BiVO4在可见光光催化领域的重要潜力，为设计和优化高性能光催化剂提供了新的思路。这种材料可能对环境净化，尤其是水体中有机污染物的去除，有着广阔的应用前景。同时，这也为理解半导体光催化剂的掺杂效应以及如何调控其性能提供了理论依据。