水热法制备BiVO4/GO复合光催化剂:提升可见光催化性能

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"水热法制备不同形貌和结构的BiVO4/GO复合光催化剂 (2013年)" 本文是一篇自然科学领域的论文,详细介绍了采用水热法制备BiVO4(钒酸铋)与GO(氧化石墨)复合光催化剂的过程。水热法是一种在高温高压的水溶液环境中合成纳米材料的技术,可以通过调整反应条件,如水热温度和物质比例,来控制产物的形貌和结构。 实验中,研究人员通过改变水热温度和BiVO4与GO的比例,成功制备出不同形态的BiVO4/GO复合材料。具体来说,当水热温度设定为180℃,mGO:mBiVO4的比例为1:1时,得到的光催化剂呈现高纯度的单斜白钨矿结构。这种结构的BiVO4在可见光催化反应中表现出良好的性能。 论文使用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对样品进行了表征,以全面了解其晶体结构、表面形貌、化学成分和光学特性。通过这些表征技术,可以验证合成材料的结构完整性以及GO的改性效果。 以甲基橙(MO)的可见光催化降解为模型反应,研究了所制备催化剂的光催化性能。结果显示,经过GO改性的BiVO4催化剂相比纯BiVO4,其催化效率有显著提升。这是因为GO的引入改善了BiVO4的电子结构,降低了光生载流子的复合,同时增强了对反应物的吸附能力,从而提高了光催化活性。 该研究探索了如何通过水热法制备出优化性能的BiVO4/GO复合光催化剂,这对于提高可见光光催化效率,特别是在环境污染物处理中的应用具有重要意义。同时,这也为设计和开发新型高效的光催化剂提供了新的思路和实验依据。未来的研究可能会进一步优化反应条件,探究更多类型的复合材料,以期获得更优秀的光催化性能。