BiVO_(4)表面氧空位的调控及其光降解抗生素研究

作     者：潘淑颖 赵超 李曼 胡雪荻 PAN Shuying;ZHAO Chao;LI Man;HU Xuedi

作者机构：山东省土壤污染防治中心山东济南250012 

出 版 物：《工业水处理》 (Industrial Water Treatment)

年 卷 期：2023年第43卷第12期

页      面：146-154页

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主　　题：表面氧空位 钒酸铋 抗生素 催化降解 光生载流子 

摘      要：通过水热法一步合成了BiVO_(4)催化剂,并在氩气气氛下对BiVO_(4)催化剂进行表面改性。通过SEM、TEM、XRD、XPS和PL对BiVO_(4)催化剂进行分析表征,结果表明BiVO_(4)催化剂及改性BiVO_(4)催化剂为单斜状的晶体结构,且改性BiVO_(4)催化剂表面含有大量的氧空位。相比BiVO_(4)催化剂,氧空位BiVO_(4)催化剂的价带由1.97 eV增加至2.13 eV,扩大了带隙,降低了电子和空穴的复合率。在抗生素磺胺甲唑(SMX)初始质量浓度为10 mg/L,考察了不同因素对氧空位BiVO_(4)催化剂光催化降解SMX的影响,结果表明最佳反应条件为氧空位BiVO_(4)催化剂投加量50 mg/L,反应温度35℃,光照度150 mW/cm^(2),pH 5.0~9.0。此外,研究表明氧空位BiVO_(4)催化体系能够抵御水体中常见阴离子的干扰,但受到腐殖酸的抑制较为明显。对氧空位BiVO_(4)光催化降解SMX进行了机理分析,相对于BiVO_(4)光催化体系,氧空位BiVO_(4)体系产生了更多的活性物质,包括O_(2)^(·-)、·OH和h^(+),氧空位降低了电子和空穴复合率,提高了BiVO_(4)的光催化活性,增强了对SMX的降解速率。整体上,氧空位的调控是提高光生载流子分离率、提高光催化剂活性的有效策略。