微波法合成纳米FeVO_4及其光催化性能

这篇由合肥学院的研究学者完成，讨论微波法合成纳米FeVO4及其光催化性能的论文，发表在重要期刊《巢湖学院学报》上。

通过微波法合成纳米FeVO4光催化剂，用 XRD、SEM、UV-Vis DRS 对其进行表征，探究不同 Fe:V 摩尔比、不同微波反应时间及Cu2+掺杂对产物的形貌、结晶度、粒径以及带隙的影响。结果表明，当 Fe:V=1、微波反应 6 min 时，制备条件较优，获得了粒度比较均匀、尺寸较小、形貌比较规则的 FeVO4 晶体，且结晶度较高、带隙较窄。选取优化条件下制备的 FeVO4 与 FeVO4 :Cu2+，在可见光下进行甲基橙降解试验。在初始甲基橙浓度为10 mg/L、反应 160 min 时，FeVO4 :Cu2+对甲基橙的降解率达到76.4%。

图1/3↑

图2/3↑

图3/3↑

结论

1）利用微波法制备FeVO4，可以在较短时间内制备出物相单一、结晶度高的 FeVO4，提高制备效率。 2）Fe:V与微波时间是影响 FeVO4 结晶与带隙的重要因素。在优化条下，即 Fe:V=1:1、微波时间 6 min 时，得到的粉体带隙均为2.24eV，相比于其他条件下样品更小的带隙值，此样品的电子-空穴对更不容易复合，光催化性能更好。3）掺杂 Cu 后产生的新相 Cu3Fe4（VO4）6 与 FeVO4 晶体形成的某种复合半导体，能够利用晶体间不同的能级结构，在减小带隙值的同时，降低了电子-空穴对复合几率，提高分离效率，并且 催化剂对甲基橙的降解率随反应时间的延长而逐渐提高：反应160 min 时，甲基橙降解率达 76.4%，比纯 FeVO4 提高了约 25%。

将适量 NH4VO3 溶于一定量的去离子水中，加热至完全溶解；按照物质的量 n（Fe）/n（V）=1，将适量的 Fe（NO3）3·9H2O 溶于一定量的去离子水，配置成一定浓度的溶液。在磁力搅拌下，将铁盐溶液缓慢加于NH4VO3 溶液中，搅拌30 min，得前驱液。移入三口烧瓶中，置于微波反应器中，100 ℃下恒定功率反应 6 min。反应停止后自然冷却，离心分离，用蒸馏水和乙醇交替洗 3 次，放入 80 ℃干燥箱中烘干，制得 FeVO4 前驱体。按 n（Cu）/n（V）=3:2 称取一定量Cu （NO3）2·3H2O，按照与 FeVO4 相同的制备步骤即可制得Cu3（VO4）2 前驱体。