這篇由合肥學(xué)院的研究學(xué)者完成，討論微波法合成納米FeVO4及其光催化性能的論文，發(fā)表在重要期刊《巢湖學(xué)院學(xué)報(bào)》上。

通過(guò)微波法合成納米FeVO4光催化劑，用 XRD、SEM、UV-Vis DRS 對(duì)其進(jìn)行表征，探究不同 Fe:V 摩爾比、不同微波反應(yīng)時(shí)間及Cu2+摻雜對(duì)產(chǎn)物的形貌、結(jié)晶度、粒徑以及帶隙的影響。結(jié)果表明，當(dāng) Fe:V=1、微波反應(yīng) 6 min 時(shí)，制備條件較優(yōu)，獲得了粒度比較均勻、尺寸較小、形貌比較規(guī)則的 FeVO4 晶體，且結(jié)晶度較高、帶隙較窄。選取優(yōu)化條件下制備的 FeVO4 與 FeVO4 :Cu2+，在可見(jiàn)光下進(jìn)行甲基橙降解試驗(yàn)。在初始甲基橙濃度為10 mg/L、反應(yīng) 160 min 時(shí)，F(xiàn)eVO4 :Cu2+對(duì)甲基橙的降解率達(dá)到76.4%。

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結(jié)論

1）利用微波法制備FeVO4，可以在較短時(shí)間內(nèi)制備出物相單一、結(jié)晶度高的 FeVO4，提高制備效率。 2）Fe:V與微波時(shí)間是影響 FeVO4 結(jié)晶與帶隙的重要因素。在優(yōu)化條下，即 Fe:V=1:1、微波時(shí)間 6 min 時(shí)，得到的粉體帶隙均為2.24eV，相比于其他條件下樣品更小的帶隙值，此樣品的電子-空穴對(duì)更不容易復(fù)合，光催化性能更好。3）摻雜 Cu 后產(chǎn)生的新相 Cu3Fe4（VO4）6 與 FeVO4 晶體形成的某種復(fù)合半導(dǎo)體，能夠利用晶體間不同的能級(jí)結(jié)構(gòu)，在減小帶隙值的同時(shí)，降低了電子-空穴對(duì)復(fù)合幾率，提高分離效率，并且 催化劑對(duì)甲基橙的降解率隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸提高：反應(yīng)160 min 時(shí)，甲基橙降解率達(dá) 76.4%，比純 FeVO4 提高了約 25%。

將適量 NH4VO3 溶于一定量的去離子水中，加熱至完全溶解；按照物質(zhì)的量 n（Fe）/n（V）=1，將適量的 Fe（NO3）3·9H2O 溶于一定量的去離子水，配置成一定濃度的溶液。在磁力攪拌下，將鐵鹽溶液緩慢加于NH4VO3 溶液中，攪拌30 min，得前驅(qū)液。移入三口燒瓶中，置于微波反應(yīng)器中，100 ℃下恒定功率反應(yīng) 6 min。反應(yīng)停止后自然冷卻，離心分離，用蒸餾水和乙醇交替洗 3 次，放入 80 ℃干燥箱中烘干，制得 FeVO4 前驅(qū)體。按 n（Cu）/n（V）=3:2 稱(chēng)取一定量Cu （NO3）2·3H2O，按照與 FeVO4 相同的制備步驟即可制得Cu3（VO4）2 前驅(qū)體。