一种La3+掺杂的BiVO4纳米光催化剂的制备及其在环境修复方面的详细研究

甲基蓝降解、La掺杂BiVO4、光催化、纳米片结构、电荷转移电阻

　　

本文介绍了一种利用先进氧化工艺处理水污染物——亚甲蓝（MB）染料的方法，该方法通过制备一种新型光催化剂La掺杂的BiVO₄（La:BiVO₄）来实现。采用水热法制备了含有1%、3%、5%、10%和20% La元素的La:BiVO₄光催化剂，其具有纳米片状微观结构。这些光催化剂通过X射线衍射、紫外-可见光谱、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、能量分散X射线光谱和扫描电子显微镜进行了表征。La:BiVO₄光催化剂呈现出单斜晶系的纤锌矿结构，晶粒尺寸小于30纳米。通过可见光照射降解亚甲蓝（MB）染料来评估其光催化活性。含有1% La元素的催化剂在300分钟光照下实现了93.4%的MB降解率，遵循一级反应动力学，反应速率为0.02076 h^?1。其优异的催化活性归因于最佳带隙带来的降低的电荷转移阻力。清除实验表明，在降解MB染料的过程中，光生电子是主要的作用物种。La:BiVO₄光催化剂在中性pH条件下表现出良好的性能，并且在多次光催化循环使用后仍具有优异的可回收性和结构稳定性。因此，La:BiVO₄纳米片光催化剂具备高效降解亚甲蓝染料的能力，是一种新型的环境修复材料。