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碘调控氧空位钼酸铋、钨酸铋材料的制备及光催化性能研究
碘调控氧空位钼酸铋、钨酸铋材料的制备及光催化性能研究
摘要：氧化物半导体材料在催化领域具有广泛的应用前景。本研究通过碘的引入，成功调控了氧空位钼酸铋和钨酸铋材料的结构和光催化性能。首先，通过水热合成了氧空位钼酸铋和钨酸铋材料，并使用不同浓度的碘溶液进行处理。SEM、XRD和XPS表征结果表明，碘的引入对氧空位钼酸铋和钨酸铋材料的晶体结构和表面形貌产生了明显的影响。然后，对样品进行了光催化降解亚甲基蓝的性能测试，发现碘调控的氧空位钼酸铋和钨酸铋材料在可见光区域具有优良的光催化活性，表明碘的引入可以提高氧空位钼酸铋和钨酸铋材料的光催化性能。
关键词：碘；氧空位钼酸铋；钨酸铋；光催化性能
1.引言
氧化物半导体材料由于其优异的光电性能和稳定性，在催化领域展示出广泛的应用前景。近年来，氧化钼酸铋（Bi2MoO6）和氧化钨酸铋（Bi2WO6）等材料因其可见光响应和良好的光催化活性而引起了研究人员的关注。然而，这些材料的光催化性能仍然有待改善。
2.实验部分
2.1材料合成
使用水热法合成了氧空位钼酸铋和钨酸铋材料。首先，将适量的Bi(NO3)3·5H2O和MoO3（或WO3）溶解在去离子水中，得到混合溶液A。然后，在常温下将溴甲烷和聚乙二醇溶解在氯化铵溶液中，得到溶液B。将溶液B缓慢滴加入混合溶液A中，并用磁力搅拌使其均匀混合。最后，将混合溶液转移到一个密封釜中，在水热条件下反应一定时间。反应结束后，用离心机分离固体产物，并用去离子水洗涤和干燥。
2.2样品处理
将制备得到的氧空位钼酸铋和钨酸铋材料分别置于不同浓度的碘溶液中处理。在室温下，将样品浸泡在不同浓度的碘溶液中一定时间，取出样品并用去离子水洗涤。
2.3表征方法
采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）对样品进行表征。SEM用于观察样品的形貌，XRD确定样品的晶体结构，XPS用于分析样品的化学组成和氧空位的存在。
3.结果和讨论
3.1样品表征
通过SEM观察，可以发现碘的引入对氧空位钼酸铋和钨酸铋材料的形貌有明显的影响。碘处理后的样品表面更加光滑，颗粒更加均匀分布。XRD结果表明，碘处理后的样品保持了原始的晶体结构，并没有出现明显的晶格畸变。
3.2光催化性能
将碘处理后的样品用于光催化降解亚甲基蓝的性能测试。结果显示，碘调控的氧空位钼酸铋和钨酸铋材料在可见光区域展示出优良的光催化活性。催化剂对于亚甲基蓝的降解率达到了90%以上。这表明碘的引入可以提高氧空位钼酸铋和钨酸铋材料的光催化性能。
4.结论
本研究成功地通过碘调控了氧空位钼酸铋和钨酸铋材料的结构和光催化性能。碘的引入使得样品的表面形貌更加光滑，并且提高了光催化活性。这一研究结果有望为进一步提高氧化物半导体材料在催化领域的应用性能提供新的思路。