Ag 負載對 BiVO4 半導體光誘導電荷傳輸行為調控及其光催化影響機理*

王星月，邵艷秋，王麗杰，何冬青

（1.牡丹江師范學院，黑龍江 牡丹江1570001；2.黑龍江省科學院高技術研究院，黑龍江 哈爾濱150001）

環境污染已成為當今世界主要面臨的難題之一，利用半導體光催化材料降解有機污染物從而改善環境污染，一直是科學界的研究熱點。在眾多的可見光半導體催化劑中，BiVO4由于具有合適的帶隙寬度（2.4eV），廉價，無污染等優點，成為新的研究熱點。BiVO4雖然具有合適的帶隙，但仍然有載流子的遷移率低，可見光吸收范圍不大等問題，為了克服以上問題，研究者們通過調控特定形貌，晶面、摻雜金屬離子和非金屬離子以及構建異質結等措施來克服BiVO4的固有缺陷[1]。韓國科學技術研究所的工作人員研究發現：與原始BiVO4相比，含Ag 納米復合材料BiVO4的光催化能力顯著增強，并證明這是由于局部表面等離子體共振增強了載流子的產生和電荷分離[2]。Dai Y 等人同樣證明在三元光催化劑體系中，Ag 納米粒子作為電子介質，通過表面等離子體共振來增強三元光催化劑的光催化活性[3]。Taiping X 則發現Ag 粒子的存在提高了量子效率，進一步增強了光催化活性，并且在5 次循環降解實驗中，其降解率仍然接近94.0%[4]。Regmi C 等人發現單斜白鎢BiVO4負載Ag 后，可以顯著提高光催化效率。而改善的光活性是由于電子冷阱的形成，這有利于分離光生電子-空穴對和促進界面電子轉移[5]。

本文主要采用水熱法合成單斜相BiVO4，并通過光沉積法在BiVO4表面負載單質Ag。探索光沉積不同比例的單質Ag 對BiVO4半導體類型及光催化降解RhB 的影響以及不同半導體類型的催化機理，為進一步的提高BiVO4的光催化活性提供理論與實驗基礎。……