北京市华北电力大学 第一作者：崔天晴 第二作者：王群思 102206
1引言
当前经济的快速发展引发了能源与环境危机，光催化为这一问题提供了行之有效的方法[1]。
传统光催化剂TiO2由于其禁带宽度较大(3.0-3.2eV)，仅紫外光下才能反应，从而开发应用受到限制[2]。BiVO4的禁带宽度分别为2.4eV，是优良的可见光驱动光催化剂[3]。
BiVO4的制备可采用水热法、溅射法、微乳法等[3, 4]。水热法由于操作简便、实验条件温和可控等而被广泛使用[5]。而水热制备过程中，pH值[4, 6]、水热温度及时间[6, 7]都对催化活性造成影响。
本文采用EDTA辅助法水热制备BiVO4，控制制备的水热温度为180°C，保温5h， pH分别为2、3、4、5、7。目的是探究不同pH对BiVO4光催化活性的影响。
2实验部分
2.1水热法制备BiVO4可见光光催化剂
将1ml浓硝酸（65-68%）滴入34ml50℃去离子水中，依次溶解0.18gBi(NO3)35H2O和0.11gEDTA。另外，把0.04gNH4VO3溶于35ml50℃去离子水中。在持续搅拌下，将后者溶液逐滴滴入前者。用氨水调节混合溶液的pH。保温50℃搅拌30min后，把混合溶液（<80ml）移入100ml特氟隆衬高压釜中，在180℃下保温5小时。去离子水和乙醇分别洗涤两次，80℃下干燥得到所需样品。
2.2光催化性能评价试验
取0.10g BiVO4和100ml 5mg/l、pH=6.8的亚甲基蓝溶液，在黑暗下搅拌30min以达到吸附-脱附平衡。水冷却系统保持反应温度为室温。启动用来模拟太阳光的500W长弧Xe灯，每隔20min抽取4ml悬浮液，过滤后用紫外-可见光分光光度计测量在λ=664nm处的吸光度，并绘制溶液吸光度与初始吸光度的比值随时间变化的曲线。
3结果分析与讨论
本实验采用上海光谱SP-723紫外-可见光分光光度计测试试样的吸光度。溶液对单色光的吸收遵循Lambert-Beer定律[8]。
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图1 不同pH条件下水热合成的BiVO4光催化剂的光催化性能
图1为水热（180℃×5h）制备的各催化剂样品光催化降解亚甲基蓝的曲线图。可见光照射100min后，pH=2、pH=7的降解率分别为19%、23%； pH=3、pH=4、pH=5的降解率分别为66%、66%、67%。因此当pH=3~5时，BiVO4对亚甲基蓝具有较强的光降解性能。
4结论
本文利用水热法，并以EDTA作为阳离子螯合剂制备了具有可见光响应的BiVO4光催化剂。pH=3~5条件下制得的光催化剂对5mg/l亚甲基蓝染液的降解率可达67%。因此采取EDTA辅助水热法，调节pH=3~5，在180℃下水热5h可制备得到较好的BiVO4。
参考文献
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