pH调控BiVO4结构与可见光催化性能：以亚甲基蓝降解为例

本研究论文探讨了pH值对铋酸铅(BiVO4)晶体结构及其可见光催化性能的影响。通过采用硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)和铵钒酸盐(NH4VO3)作为原料，利用水热反应法在不同pH条件下(180℃)制备了一系列BiVO4。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis DRS)被用来分析样品的结构特性。 研究结果显示，在pH=5时，样品呈现出片状的纯单斜相BiVO4，其带隙能较低，这使得其对可见光的吸收增强，表现出较好的可见光响应。然而，当pH值降低至2~4或升高到7~9时，得到的BiVO4样品是单斜相和四方相的混合物，这种混合晶相导致其可见光响应能力下降。这表明，过强的酸性或碱性环境都不利于单斜相BiVO4的形成和优化的光催化性能。 实验进一步验证了这一发现，通过使用亚甲基蓝作为光催化降解的模拟物，发现pH为5时的BiVO4在可见光照射下对亚甲基蓝的降解效果最为显著，4小时后的降解率达到72.52%，而pH为2、3和9时，BiVO4的催化降解效率明显降低，低于20.0%。因此，制备过程中溶液的pH值对BiVO4的可见光催化活性具有显著影响，适宜的酸碱条件有利于提高其光催化性能。 该研究不仅提供了关于pH对BiVO4结构调控的关键信息，还揭示了如何通过调整pH值来优化其在可见光催化领域的应用，这对于设计和优化BiVO4基光催化剂具有重要的理论指导意义。这项工作对于理解材料的合成条件如何影响其功能性能，并在实际应用中实现高效的光催化性能具有重要的实践价值。