BiVO4纳米纤维的制备与光催化性能研究*

鲍家俊，陈国明，王 露，池琳琦，徐爱娇

(1台州学院电子与信息工程学院，浙江 台州 317000； 2广西大学物理科学与工程技术学院，广西 南宁 530004)

随着能源危机和环境污染日益恶化，人类谋求经济和社会可持续发展成为21世纪所面临的最大问题。光催化技术是缓解能源短缺和环境污染的有效方法之一，BiVO4是一种拥有良好催化性能的窄禁带宽度半导体材料，因为它特有的晶相结构和光催化性能引起了众多相关科研工作者的广泛关注[1-3]。与传统的光催化材料TiO2(Eg=3.2 eV)相比，BiVO4的禁带较窄(Eg=2.4 eV)，在可见光区域具有较好的响应性能，拓宽了其在光催化邻域的应用。BiVO4在自然界存在三种不同的晶相，分别为四方白钨矿结构(s-t)、四方锆石结构(z-t)、单斜白钨矿结构(s-m)[4]。国内外科学家们已经研究了晶粒尺寸、微观形貌、活性面、元素掺杂、异质结复合等对铋系半导体光催化材料的光催化性能的影响，并研究了其光催化机理，已经取得了一些重要的研究成果。通过形貌和晶面调控，调节材料的微结构增加催化反应活性位点，增大比表面积，提高光学传输性，能够有效提高催化效率[5]。中空纳米纤维，其微观上超长的一维纳米结构和宏观上独特的纤维网毡结构，有利于构筑具有高活性晶面、高比表面、高分散性等特性的三维开放的微纳结构体系，既有利于提高光催化效率又易于分离和重复使用[6]。目前，BiVO4制备主要包括液相法、模板法、水热法、高温固相合成法、溶胶凝胶法、沉淀法等[7-9]。本文采用静电纺丝法制备BiVO4纳米纤维，并对其结构和性能进行研究。……