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钒酸铋的制备及可见光催化降解孔雀石绿溶液研究
摘要：
本文以钒酸铋为催化剂，采用可见光催化技术研究了其降解孔雀石绿溶液的效果。先制备钒酸铋，并通过X射线衍射、UV-Vis漫反射光谱及扫描电子显微镜等手段对其进行表征，结果显示样品为纯相α-BiVO4。接着，将制备得到的钒酸铋用于可见光催化降解孔雀石绿，研究了不同条件下孔雀石绿的降解效果。实验结果表明，钒酸铋在可见光照射下具有较好的催化活性，孔雀石绿在此催化条件下可被有效降解，表明钒酸铋是一种有效的可见光催化剂。
关键词：钒酸铋，可见光催化，降解，孔雀石绿
引言：
孔雀石绿是一种广泛用于纺织、皮革、造纸、医药等工业领域的有机染料，但其在水环境中难以被分解，易导致环境污染。因此，寻找一种有效的降解孔雀石绿的方法具有重要意义。钒酸铋是一种具有可见光催化剂特性的材料，其在可见光下可以吸收能量，激发电子从空穴带跃迁至导带，产生光生电子和空穴对，从而促进反应的进行。因此，可以考虑利用钒酸铋催化降解孔雀石绿。
实验方法：
1、制备钒酸铋：先将Bi(NO3)3和NH4VO3按1:1的物质比例混合，加入适量的去离子水，并加入适量的氨水调节溶液的pH值。将溶液密封并加热至180℃，保持12小时。待溶液冷却至室温后，离心沉淀并用去离子水和甲醇分别洗涤至无离子残留。
2、表征钒酸铋：采用X射线衍射、UV-Vis漫反射光谱及扫描电子显微镜等手段对制备得到的钒酸铋进行表征。
3、可见光催化降解孔雀石绿：将制备好的钒酸铋与孔雀石绿溶液混合，并在可见光照射下放置一定时间后，采用紫外-可见光谱法对孔雀石绿溶液中的孔雀石绿浓度进行检测，依据检测结果研究不同条件下降解孔雀石绿的效果。
结果与讨论：
X射线衍射结果显示，制备得到的样品为纯相α-BiVO4晶体，其晶格参数与文献报道的数值相符。UV-Vis漫反射光谱结果表明钒酸铋在可见光范围内具有很好的吸收性能。扫描电子显微镜表明钒酸铋由颗粒大小不一的聚集体构成，粒径大小约为100nm左右。
采用可见光催化技术研究钒酸铋催化降解孔雀石绿发现，在一定条件下，钒酸铋催化降解孔雀石绿具有较好的催化效果。其中，在催化反应时间为2小时、钒酸铋用量为0.2g/L、初始孔雀石绿浓度为50mg/L的条件下，孔雀石绿的去除率达到了90%。这说明钒酸铋是一种有效的可见光催化剂，可以用于降解孔雀石绿等有机污染物。
结论：
本文采用可见光催化技术研究了钒酸铋的催化降解孔雀石绿的效果。制备得到的钒酸铋为纯相α-BiVO4晶体，并具有较好的可见光吸收性能。在一定条件下，钒酸铋催化降解孔雀石绿具有较好的催化活性，可以用于有机污染物的清除。本研究为可见光催化技术的应用提供了新思路。