注册 English

球形、花形和线状钒酸铋的可控合成及光催化性能

林雪 ,  于丽丽 ,  闫丽娜 ,  关庆丰 ,  闫永胜 ,  赵晗

downloadPDF
引用本文: 林雪, 于丽丽, 闫丽娜, 关庆丰, 闫永胜, 赵晗. 球形、花形和线状钒酸铋的可控合成及光催化性能[J]. 物理化学学报, 2013, 29(08): 1771-1777. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305131 shu
Citation:  LIN Xue, YU Li-Li, Yan Li-Na, GUAN Qing-Feng, Yan Yong-Sheng, ZHAO Han. Controllable Synthesis and Photocatalytic Activity of Spherical, Flowerlike and Threadlike Bismuth Vanadates[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2013, 29(08): 1771-1777. doi: 10.3866/PKU.WHXB201305131 shu

球形、花形和线状钒酸铋的可控合成及光催化性能

  • 基金项目:

    环境友好材料制备与应用教育部重点实验室项目和吉林省科技发展计划项目(20130522071JH)资助 (20130522071JH)

摘要:

通过无模板、无助剂的可控水热法, 制备出球形、花形和线状钒酸铋(BiVO4), 研究了其光学和可见光催化性能. 通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)观测其结构和形貌特征. XRD谱线显示, 所制备的样品为单斜晶体结构. TEM结果表明, 通过控制水热过程的反应参数可以得到不同形貌的纳米粉体. 基于不同条件下制备的样品的微结构分析, 提出了这些不同形貌的形成机制. 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明BiVO4样品的带隙能约为2.19-2.33 eV. 利用可见光(λ>420 nm)照射下的罗丹明B(RhB)降解实验评价了BiVO4样品的光催化性能. 结果表明, BiVO4的光催化活性比商用TiO2催化剂P25 和掺氮TiO2 (N-TiO2)高得多. 所制备的球形BiVO4光催化效率最高, 经可见光照射180 min, RhB溶液的降解率可达100%. 系统地研究了结构和形貌对不同pH值下制备的BiVO4样品光催化活性的影响.

English

    1. [1]

      (1) Hu, Y. F.; Li, Y. X.; Peng, S. Q.; Lü, G. X.; Li, S. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (11), 2071. [胡元方, 李越湘,彭绍琴, 吕功煊, 李树本. 物理化学学报, 2008, 24 (11), 2071.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20081123

      (1) Hu, Y. F.; Li, Y. X.; Peng, S. Q.; Lü, G. X.; Li, S. B. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008, 24 (11), 2071. [胡元方, 李越湘,彭绍琴, 吕功煊, 李树本. 物理化学学报, 2008, 24 (11), 2071.]doi: 10.3866/PKU.WHXB20081123

    2. [2]

      (2) Mao, Y. B.;Wong, S. S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8217.doi: 10.1021/ja0607483(2) Mao, Y. B.;Wong, S. S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8217.doi: 10.1021/ja0607483

    3. [3]

      (3) Li, B. X.;Wang, Y. F.; Liu, T. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011,27 (12), 2946. [李本侠, 王艳芬, 刘同宣. 物理化学学报,2011, 27 (12), 2946.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112946(3) Li, B. X.;Wang, Y. F.; Liu, T. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011,27 (12), 2946. [李本侠, 王艳芬, 刘同宣. 物理化学学报,2011, 27 (12), 2946.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20112946

    4. [4]

      (4) Zhang, L. S.;Wang, H. L.; Chen, Z. G.;Wong, P. K.; Liu, J. S.Appl. Catal. B: Environ. 2011, 106, 1.(4) Zhang, L. S.;Wang, H. L.; Chen, Z. G.;Wong, P. K.; Liu, J. S.Appl. Catal. B: Environ. 2011, 106, 1.

    5. [5]

      (5) Grasset, F.; Starukh, G.; Spanhel, L.; Ababou-Girard, S.; Su, D.S.; Klein, A. Adv. Mater. 2005, 17, 294.(5) Grasset, F.; Starukh, G.; Spanhel, L.; Ababou-Girard, S.; Su, D.S.; Klein, A. Adv. Mater. 2005, 17, 294.

    6. [6]

      (6) Grasset, F.; Spanhel, L.; Ababou-Girard, S. Superlattice Microst. 2005, 38, 300. doi: 10.1016/j.spmi.2005.08.023(6) Grasset, F.; Spanhel, L.; Ababou-Girard, S. Superlattice Microst. 2005, 38, 300. doi: 10.1016/j.spmi.2005.08.023

    7. [7]

      (7) Yao,W. F.;Wang, H.; Xu, X. H.; Zhou, J. T.; Yang, X. N.;Zhang, Y.; Shang, S. X. Appl. Catal. A: Gen. 2004, 259, 29.doi: 10.1016/j.apcata.2003.09.004(7) Yao,W. F.;Wang, H.; Xu, X. H.; Zhou, J. T.; Yang, X. N.;Zhang, Y.; Shang, S. X. Appl. Catal. A: Gen. 2004, 259, 29.doi: 10.1016/j.apcata.2003.09.004

    8. [8]

      (8) Yao,W. F.; Xu, X. H.;Wang, H.; Zhou, J. T.; Yang, X. N.;Zhang, Y.; Shang, S. X.; Huang, B. B. Appl. Catal. B: Environ.2004, 52, 109. doi: 10.1016/j.apcatb.2004.04.002(8) Yao,W. F.; Xu, X. H.;Wang, H.; Zhou, J. T.; Yang, X. N.;Zhang, Y.; Shang, S. X.; Huang, B. B. Appl. Catal. B: Environ.2004, 52, 109. doi: 10.1016/j.apcatb.2004.04.002

    9. [9]

      (9) Liu, Y. Y.; Huang, B. B.; Dai, Y.; Zhang, X. Y.; Qin, X. Y.; Jiang,M. H.; Whangbo, M. H. Catal. Commun. 2009, 11, 210.doi: 10.1016/j.catcom.2009.10.010(9) Liu, Y. Y.; Huang, B. B.; Dai, Y.; Zhang, X. Y.; Qin, X. Y.; Jiang,M. H.; Whangbo, M. H. Catal. Commun. 2009, 11, 210.doi: 10.1016/j.catcom.2009.10.010

    10. [10]

      (10) Zhang, Z. J.;Wang,W. Z.; Shang, M.; Yin,W. Z. Catal. Commun. 2010, 11, 982. doi: 10.1016/j.catcom.2010.04.013(10) Zhang, Z. J.;Wang,W. Z.; Shang, M.; Yin,W. Z. Catal. Commun. 2010, 11, 982. doi: 10.1016/j.catcom.2010.04.013

    11. [11]

      (11) Zhang, L.W.;Wang, Y. J.; Cheng, H. Y.; Yao,W. Q.; Zhu, Y. F.Adv. Mater. 2009, 21, 1286. doi: 10.1002/adma.v21:12(11) Zhang, L.W.;Wang, Y. J.; Cheng, H. Y.; Yao,W. Q.; Zhu, Y. F.Adv. Mater. 2009, 21, 1286. doi: 10.1002/adma.v21:12

    12. [12]

      (12) Zhuo, Y. Q.; Huang, J. F.; Cao, L. Y.; Ouyang, H. B.;Wu, J. P.Mater. Lett. 2013, 90, 107. doi: 10.1016/j.matlet.2012.09.009(12) Zhuo, Y. Q.; Huang, J. F.; Cao, L. Y.; Ouyang, H. B.;Wu, J. P.Mater. Lett. 2013, 90, 107. doi: 10.1016/j.matlet.2012.09.009

    13. [13]

      (13) Tian, G. H.; Chen,Y. J.; Meng, X. Y.; Zhou, J.; Zhou,W.; Pan,K.; Tian, C. G.; Ren, Z. Y.; Fu, H. G. ChemPlusChem 2013, 78,117. doi: 10.1002/cplu.201200198(13) Tian, G. H.; Chen,Y. J.; Meng, X. Y.; Zhou, J.; Zhou,W.; Pan,K.; Tian, C. G.; Ren, Z. Y.; Fu, H. G. ChemPlusChem 2013, 78,117. doi: 10.1002/cplu.201200198

    14. [14]

      (14) Kudo, A.; Ueda, K.; Kato, H.; Mikami, I. Catal. Lett. 1998, 53,229. doi: 10.1023/A:1019034728816(14) Kudo, A.; Ueda, K.; Kato, H.; Mikami, I. Catal. Lett. 1998, 53,229. doi: 10.1023/A:1019034728816

    15. [15]

      (15) Zhou, L.;Wang,W.; Liu, S.; Zhang, L.; Xu, H.; Zhu,W. J. Mol. Catal. A: Chem. 2006, 252, 120. doi: 10.1016/j.molcata.2006.01.052(15) Zhou, L.;Wang,W.; Liu, S.; Zhang, L.; Xu, H.; Zhu,W. J. Mol. Catal. A: Chem. 2006, 252, 120. doi: 10.1016/j.molcata.2006.01.052

    16. [16]

      (16) Tokunaga, S.; Kato, H.; Kudo, A. Chem. Mater. 2001, 13, 4624.doi: 10.1021/cm0103390(16) Tokunaga, S.; Kato, H.; Kudo, A. Chem. Mater. 2001, 13, 4624.doi: 10.1021/cm0103390

    17. [17]

      (17) Liu, J. B.;Wang, H.;Wang, S.; Yan, H. Mater. Sci. Eng. B 2003,104, 36. doi: 10.1016/S0921-5107(03)00264-2(17) Liu, J. B.;Wang, H.;Wang, S.; Yan, H. Mater. Sci. Eng. B 2003,104, 36. doi: 10.1016/S0921-5107(03)00264-2

    18. [18]

      (18) Sun, Y.;Wu, C.; Long, R.; Cui, Y.; Zhang, S.; Xie, Y. Chem. Cummun. 2009, 4542.(18) Sun, Y.;Wu, C.; Long, R.; Cui, Y.; Zhang, S.; Xie, Y. Chem. Cummun. 2009, 4542.

    19. [19]

      (19) Sun, Y.; Xie, Y.;Wu, C.; Long, R. Cryst. Growth Des. 2010, 10,602. doi: 10.1021/cg900988j(19) Sun, Y.; Xie, Y.;Wu, C.; Long, R. Cryst. Growth Des. 2010, 10,602. doi: 10.1021/cg900988j

    20. [20]

      (20) Shang, M.;Wang,W.; Sun, S.; Ren, J.; Zhou, L.; Zhang, L.J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20228. doi: 10.1021/jp9067729(20) Shang, M.;Wang,W.; Sun, S.; Ren, J.; Zhou, L.; Zhang, L.J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20228. doi: 10.1021/jp9067729

    21. [21]

      (21) Su, J.; Guo, L.; Yoriya, S.; Grimes, C. A. Cryst. Growth Des.2010, 10, 856. doi: 10.1021/cg9012125(21) Su, J.; Guo, L.; Yoriya, S.; Grimes, C. A. Cryst. Growth Des.2010, 10, 856. doi: 10.1021/cg9012125

    22. [22]

      (22) Yu, J.; Kudo, A. Chem. Lett. 2005, 34, 850. doi: 10.1246/cl.2005.850(22) Yu, J.; Kudo, A. Chem. Lett. 2005, 34, 850. doi: 10.1246/cl.2005.850

    23. [23]

      (23) Xi, G.; Ye, J. Chem. Commun. 2010, 46, 1893. doi: 10.1039/b923435g(23) Xi, G.; Ye, J. Chem. Commun. 2010, 46, 1893. doi: 10.1039/b923435g

    24. [24]

      (24) Zhang, L.; Chen, D.; Jiao, X. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2668.doi: 10.1021/jp056367d(24) Zhang, L.; Chen, D.; Jiao, X. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2668.doi: 10.1021/jp056367d

    25. [25]

      (25) Zhao, Y.; Xie, Y.; Zhu, X.; Yan, S.;Wang, S. Chem. Eur. J. 2008,14, 1601.(25) Zhao, Y.; Xie, Y.; Zhu, X.; Yan, S.;Wang, S. Chem. Eur. J. 2008,14, 1601.

    26. [26]

      (26) Hou, Y. D.;Wang, X. C.;Wu, L.; Chen, X. F.; Ding, Z. X.;Wang, X. X.; Fu, X. Z. Chemosphere 2008, 72, 414.doi: 10.1016/j.chemosphere.2008.02.035(26) Hou, Y. D.;Wang, X. C.;Wu, L.; Chen, X. F.; Ding, Z. X.;Wang, X. X.; Fu, X. Z. Chemosphere 2008, 72, 414.doi: 10.1016/j.chemosphere.2008.02.035

    27. [27]

      (27) Yang, J. H.; Zheng, J. H.; Zhai, H. J.; Yang, L. L.; Lang, J. H.;Gao, M. J. Alloy. Compd. 2009, 481, 628. doi: 10.1016/j.jallcom.2009.03.108(27) Yang, J. H.; Zheng, J. H.; Zhai, H. J.; Yang, L. L.; Lang, J. H.;Gao, M. J. Alloy. Compd. 2009, 481, 628. doi: 10.1016/j.jallcom.2009.03.108

    28. [28]

      (28) Kudo, A.; Tsuji, I.; Kato, H. Chem. Commun. 2002, 48, 1958.(28) Kudo, A.; Tsuji, I.; Kato, H. Chem. Commun. 2002, 48, 1958.

    29. [29]

      (29) Xu, D.; Gao, A. M.; Deng,W. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008,24 (7), 1219. [许迪, 高爱梅, 邓文礼. 物理化学学报, 2008,24 (7), 1219.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080717(29) Xu, D.; Gao, A. M.; Deng,W. L. Acta Phys. -Chim. Sin. 2008,24 (7), 1219. [许迪, 高爱梅, 邓文礼. 物理化学学报, 2008,24 (7), 1219.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20080717

    30. [30]

      (30) Wang, D. G.; Li, R. G.; Zhu, J.; Shi, J. Y.; Han, J. F.; Zong, X.;Li, C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 5082. doi: 10.1021/jp210584b(30) Wang, D. G.; Li, R. G.; Zhu, J.; Shi, J. Y.; Han, J. F.; Zong, X.;Li, C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 5082. doi: 10.1021/jp210584b

    31. [31]

      (31) Cao, S.W.; Yin, Z.; Barber, J.; Boey, F. Y. C.; Loo, S. C. J.; Xue,C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 418. doi: 10.1021/am201481b(31) Cao, S.W.; Yin, Z.; Barber, J.; Boey, F. Y. C.; Loo, S. C. J.; Xue,C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 418. doi: 10.1021/am201481b

    32. [32]

      (32) Zhang, L.W.; Xu, T. G.; Zhao, X.; Zhu, Y. F. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 98, 138. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.05.022(32) Zhang, L.W.; Xu, T. G.; Zhao, X.; Zhu, Y. F. Appl. Catal. B: Environ. 2010, 98, 138. doi: 10.1016/j.apcatb.2010.05.022

    33. [33]

      (33) Wang, X.; Chen, G.; Zhou, C.; Yu, Y. G.;Wang, G. Eur. J. Inorg. Chem. 2012, 1742.(33) Wang, X.; Chen, G.; Zhou, C.; Yu, Y. G.;Wang, G. Eur. J. Inorg. Chem. 2012, 1742.

    34. [34]

      (34) Li, G. S.; Zhang, D. Q.; Yu, J. C. Chem. Mater. 2008, 20, 3983.doi: 10.1021/cm800236z(34) Li, G. S.; Zhang, D. Q.; Yu, J. C. Chem. Mater. 2008, 20, 3983.doi: 10.1021/cm800236z

    35. [35]

      (35) Wetchakun, N.; Chaiwichain, S.; Inceesungvorn, B.; Pingmuang,K.; Phanichphant, S.; Minett, A. I.; Chen, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 3718. doi: 10.1021/am300812n(35) Wetchakun, N.; Chaiwichain, S.; Inceesungvorn, B.; Pingmuang,K.; Phanichphant, S.; Minett, A. I.; Chen, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 3718. doi: 10.1021/am300812n

    36. [36]

      (36) Ke, D. N.; Peng, T. Y.; Ma, L.; Cai, P.; Dai, K. Inorg. Chem.2009, 48, 4685. doi: 10.1021/ic900064m(36) Ke, D. N.; Peng, T. Y.; Ma, L.; Cai, P.; Dai, K. Inorg. Chem.2009, 48, 4685. doi: 10.1021/ic900064m

    37. [37]

      (37) García, J.; López, T.; Álvarez, M.; Aguilar, H.; Quintana, P. J.NonCryst. Solids 2008, 354, 729. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2007.07.074(37) García, J.; López, T.; Álvarez, M.; Aguilar, H.; Quintana, P. J.NonCryst. Solids 2008, 354, 729. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2007.07.074

    38. [38]

      (38) Kanagadurai, R.; Sankar, R.; Sivanesan, G.; Srinivasan, S.;Rajasekaran, R.; Jayavel, R. Mater. Chem. Phys. 2008, 108,170. doi: 10.1016/j.matchemphys.2007.09.041(38) Kanagadurai, R.; Sankar, R.; Sivanesan, G.; Srinivasan, S.;Rajasekaran, R.; Jayavel, R. Mater. Chem. Phys. 2008, 108,170. doi: 10.1016/j.matchemphys.2007.09.041

    39. [39]

      (39) tic, M.; Music, S.; Ivanda, M.; Šoufek, M.; Popovic, S.J. Mol. Struct. 2005, 744, 535. doi: 10.1016/j.molstruc.2004.10.075(39) tic, M.; Music, S.; Ivanda, M.; Šoufek, M.; Popovic, S.J. Mol. Struct. 2005, 744, 535. doi: 10.1016/j.molstruc.2004.10.075

    40. [40]

      (40) Ge, M.; Liu, L.; Chen,W.; Zhou, Z. CrysEngComm 2012, 14,1038. doi: 10.1039/c1ce06264f(40) Ge, M.; Liu, L.; Chen,W.; Zhou, Z. CrysEngComm 2012, 14,1038. doi: 10.1039/c1ce06264f

    41. [41]

      (41) Fan, H. M.; Jiang, T. F.;Wang, D. J.;Wang, L. L.; Zhai, J. L.;He, D. Q.;Wang, P.; Xie, T. F. J. Phys. Chem. C 2012, 116,2425. doi: 10.1021/jp206798d

      (41) Fan, H. M.; Jiang, T. F.;Wang, D. J.;Wang, L. L.; Zhai, J. L.;He, D. Q.;Wang, P.; Xie, T. F. J. Phys. Chem. C 2012, 116,2425. doi: 10.1021/jp206798d

  • 加载中
WeChat 扫一扫看文章
计量
  • PDF下载量:  804
  • 文章访问数:  1159
  • HTML全文浏览量:  37
文章相关
  • 发布日期:  2013-07-09
  • 收稿日期:  2013-01-29
  • 网络出版日期:  2013-05-13
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章

All Rights Reserved by the Chinese Chemical Society   中国化学会 版权所有 京ICP备05002797号

本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司开发    技术支持: info@rhhz.net