一基金项目:
浙江省自然科学基金(LQ１６E０２０００２);杭州市１３１人才资助项目一董虹星:女,１９８１年生,博士,副教授,从事光电新材料方面的研究一刘秋平:通信作者,男,１９８０年生,
博士研究生,研究方向为新型催化材料一E-mail :liu q iu p in g ＠z j ut．edu．cn一贺跃辉:通信作者,男,１９６２年生,
博士研究生导师,教授,研究方向为新型材料一E-mail :y uehui＠csu．
edu．cn BiVO ４基纳米异质结光催化材料的研究进展
董虹星１,刘秋平２,贺跃辉３
(１一杭州科技职业技术学院机电工程学院,杭州３１１４０２;２一浙江工业大学化学工程学院,
杭州３１００１４;３一中南大学粉末冶金研究院,
长沙４１００８３)摘要一一BiVO ４纳米异质结光催化剂因稳定性能好二无毒二禁带宽度小二在水溶液中具有高析氧活性等,成为当前研究的热点
之一.本文综述了现阶段BiVO ４纳米异质结材料的研究进展,着重介绍了BiVO ４纳米异质结材料的类型二结构特点,并根据其结
构阐述了电子-空穴的移动机理.同时,阐述了BiVO ４纳米异质结光催化材料在应用领域取得的成果.最后,对BiVO ４纳米异质结材料的研究方向进行了展望,期望能为研发具有优异光催化性能的BiVO ４异质结提供参考.
关键词一一异质结一BiVO ４一光催化性能一改性一核壳结构
中图分类号:TQ３２３．８一一文献标识码:A一一DOI :１０.１１８９６/j ．
issn .１００５-０２３X .２０１８.１９.０１０Pro g ress in BiVO ４-based Hetero j unction Photocatal y st
DONG Hon g xin g １,LIU Qiu p in g ２,HE Yuehui ３
(１一Colle g e of Electromechanical En g ineerin g ,Han g zhou Pol y technic ,Han g zhou ３１１４０２;２一Colle g e of Chemical En g ineerin g ,
Zhe j ian g Universit y of Technolo gy ,Han g zhou ３１００１４;３一Powder Metallur gy Research Institute ,
Central South Universit y ,Chan g sha ４１００８３)
Abstract 一一Currentl y ,BiVO ４-based hetero j unction p hotocatal y sts have become one of the most p o p ular research sub j ects due
to their g ood stabilit y ,non-toxicit y ,narrow band g a p ,hi g h ox yg en evolution activit y in a q ueous solution and so forth．In this p a p er ,
the research p ro g ress of BiVO ４-based hetero j unction materials is reviewed．The t yp es and structural characteristics of BiVO ４-based hetero j unction materials are introduced with em p hases ,and the mechanism of electron-hole mi g ration accordin g to the structure is ex-p ounded．
Meanwhile ,the a pp lication achievements of BiVO ４-based hetero j unction p hotocatal y tic materials are elaborated．The re-search direction of BiVO ４-based hetero j unction materials is p ros p ected ,which is ex p ected to p rovide a reference for the develo p ment
of BiVO ４-based heterostructures with excellent p hotocatal y tic p ro p erties．
Ke y words 一一hetero j unction ,BiVO ４,p hotocatal y tical p ro p erties ,modification ,core-shell structure
０一引言
BiVO ４具有稳定性能好二
无毒二禁带宽度小二在水溶液中析氧活性高等特点,是一种常用的可见光半导体光催化材料[１-２].但是纯BiVO ４存在导电能力低,光生电子不易迁移且难与空穴分离等不足,导致其可见光催化活性降低,限制
了其在光催化领域的应用[
３-５]
.为了进一步提升其光催化能力,近年来,研究者做了众多改性研究,并取得了一定的成果.目前,关于半导体光催化剂BiVO ４的改性主要有两类方
法:其一为掺杂改性,如掺杂金属[６-７]二非金属[８-９]
和半导体
[１０-１２]
等;其二为结构形貌改性,通过改变BiVO ４的晶体结构二形貌,如形成纳米管二纳米线二纳米叶片等形态[１３-１６],来扩大其比表面积,从而提高BiVO ４的光催化性能.其中包含异质结的催化材料具有独特的结构和优异的耦合能力,是当前光催化材料研究领域的重点.人们可以通过改变异质结材料的种类二反应条件来得到具有不同形貌二结构的纳米材料.本文综述了含BiVO ４异质结光催化材料的研究进展,着重介
绍了BiVO ４纳米异质结材料的类型二结构特点,以及应用方面所取得的成果,并对BiVO ４纳米异质结材料的研究方向进行了展望,期望能对具有优异光催化性能的BiVO ４异质结的
研发起到借鉴作用.
１一BiVO ４纳米异质结光催化材料的种类
１．１一金属氧化物/BiVO ４纳米异质结光催化材料
金属氧化物与BiVO ４形成的异质结有利于提高电子-空
穴分离效率.电子能从BiVO ４的导带快速注入到金属氧化物的价带,极大降低了电子与空穴的耦合[１７].近年来,许多
学者开展了WO ３[１８-２１]二TiO ２[２２-２３]二SnO ２[２４-２６]二ZnO [２７-２８]等金
属氧化物与BiVO ４耦合的研究,并取得了一些有意义的结
果.
１．１．１一WO ３/BiVO ４纳米异质结光催化材料
WO ３是一种相对稳定的n 型半导体,其带隙(E g ＝２．６
eV )与BiVO ４的带隙(E g ＝２．４eV )
相比,显得更宽.电化学四８５３３四材料导报A :综述篇一一２０１８年１０月(A )
第３２卷第１０期万方数据