钒酸铋晶面调控制备及其降解四环素类抗生素性能研究

史苏琦，张守臣，张迪嘉，宁桂玲，叶俊伟

（大连理工大学化工学院，精细化工国家重点实验室，辽宁大连116024）

随着抗生素类药物在医疗、畜牧养殖等领域中的广泛使用，其对水环境造成的污染和生态毒害问题日益严重，引起人们的重视［1］。相比传统的生物降解法和物理吸附法，新型光催化技术具有环境友好、降解效率高和无二次污染等优点，在利用太阳能转换进行环境污染综合治理等方面展现出良好的应用前景［2］。单斜白钨矿型钒酸铋（m-BiVO4）具有无毒、成本低、带隙窄、催化活性和稳定性高等优点，可被用于光催化降解有机污染物［3-4］。赵国升等［5］合成了亚微米级片状BiVO4粉体，对亚甲基蓝（MB）溶液的光催化降解率为77.5%。冯飞等［6］报道的片状Bi/BiVO4复合催化剂，对MB溶液光催化3 h的降解率为83%。LIN等［7］合成了珊瑚状BiVO4，对罗丹明B表现出较好的光降解效率。研究也表明，BiVO4能够降解喹诺酮类、氨基青霉素类和磺胺类抗生素［8-12］，但尚缺乏BiVO4用于水中四环素类抗生素药物的降解研究。此外，由于BiVO4表面吸收能力较弱、电荷传输效率较低，导致光生电子-空穴对易复合，限制了其实际应用［13］。

高活性晶面的可控生长是提高光催化活性的有效策略［4］。与（011）面相比，m-BiVO4的（010）面具有较弱的光吸收、较高的载流子迁移率和较低的势垒［14］。m-BiVO4的光生电子还原反应和光生空穴氧化反应分别发生在（010）和（110）晶面［15］。TAN等［16］证明了m-BiVO4表面可获得的光生电子和空穴的数量与暴露的（010）和（110）的表面积成正比。m-BiVO4的（010）晶面在光催化反应中比其他晶面具有更强的活性，这是因为光生电子倾向于积聚在大的（010）面上，从而导致更有效的吸附并促进电子转移，从而抑制电荷复合［14，17-18］。……