铋系光催化剂的合成及其在污水处理中的应用

房维丽，张 震，王恩红，王 欢，王 亮*

(1.中国海洋大学化学化工学院，山东 青岛266100；2.中国石油克拉玛依石化有限责任公司,新疆 克拉玛依 834000)

光催化技术目前被认为是解决能源短缺和环境污染问题的最具前景的技术[1]。自Fujishima A和Honda K以TiO2作为阳极，利用光能成功分解水为H2和O2以来[2]，对光催化技术的研究热度只增不减，但目前光催化剂存在对太阳能利用率低、光生电子空穴的复合率高、稳定性差等问题。

BiVO4是一种窄带隙的可见光响应催化剂，早期一直作为色素和颜料应用，1998年，Kudo A等[3]首次报道了BiVO4的光催化性能，就得到了广泛关注。BiVO4的带隙较窄，约为(2.4～2.5)eV，具有可见光响应性能，而且其价带和导带位置合适，具有较强的氧化还原能力。大量研究表明[4-6]，BiVO4是一种具有在可见光下光催化分解水和降解有机污染物等优良催化活性的光催化剂。但窄的带隙就代表光生载流子更易复合，光催化效率会显著降低。因此，对BiVO4进行了很多改性，如元素掺杂[7-8]、晶面调控[9-10]、构建异质结[11]等。研究表明[12-13]，氧空位作为一种晶体缺陷，能够在光催化剂中引入新的费米能级，增加光生载流子的密度，促进光生载流子的分离，拓宽可见光响应的范围，显著提高光催化剂的催化性能。如Jiang L D等[14]利用加氢处理在BiVO4的表面引入氧空位，并且通过在可见光下降解盐酸四环素实验证明加氢处理后的BiVO4光催化性能显著提高。Xu J等[15]采用简单的水热法合成了富有氧空位和暴露{001}晶面的BiVO4，土霉素的降解率和TOC去除率分别达到了95.83%和89.55%。……