铋系光催化材料的制备及其性能研究(3)
由于锐钛矿型TiO2(带隙为3.2eV)是宽禁带半导体，不能响应可见光，另外，TiO2光催化剂的电子和空穴容易发生复合，导致光催化效率降低[ , ]。由于宽禁带半导体（如TiO2）仅在紫外区有响应，但波长在400nm以下的紫外光占太阳光总能量的不到5%，而能量主要集中在400-700nm的可见光占太阳光总能量的43%~50%。因此制备对可见光响应的光催化剂以提高对太阳能的利用率是光催化技术投入广泛运用的关键。新型光催化剂的研究主要有两大思路，一是对TiO2的修饰改性使其响应波长红移至可见光区，包括金属/非金属掺杂、染料光敏化、窄带半导体复合等手段[ ]。二是设计新型可见光响应的光催化剂，而铋系光催化剂作为一种新型光催化剂得到了广泛的研究。
1.2.2 含铋复合氧化物光催化剂
铋具有易处理、低毒性和低放射性等特性，而且中国铋储量居世界首位。近年来，含铋复合氧化物在有机合成、催化和生物医药等方面的研究发展迅速。氧化铋与氧化钛、氧化钒、氧化铁、氧化铜、氧化钼、氧化硅和氧化钨等复合可以得到相应的含铋复合氧化物[ ]。
许效红等[ ]采用化学溶液分解法制备了钛酸铋化合物: Bi12TiO20、Bi4Ti3O12和Bi2Ti2O7。紫外光照射下降解甲基橙的光催化降解脱色实验表明，三种钛酸铋化合物均有较强的光催化活性。张春勇等[ ]通过水热法制备花状BiVO4光催化剂。实验表明，制备的BiVO4光催化剂有较好的光催化性能，对亚甲基蓝的光降解率可达98.7%。
本课题研究的铁酸铋光催化剂是一种新型的光催化剂。Wang等[ ]采用溶胶-凝胶法制备的BiFeO3的带隙为2.06eV，这一窄禁带半导体可用作可见光响应的光催化剂，并具有良好的化学稳定性，可用在光催化处理有机废水的过程中[ , ]。
1.3 铁酸铋粉末的制备方法
铁酸铋粉末的制备方法很多，常用的有高温固相法、水热法、共沉淀法和溶胶-凝胶法等。由于水热法相对高温固相法可在较低温度下反应，其步骤又相对溶胶-凝胶法简单，且反应条件容易控制，因此本课题采用水热法制备铁酸铋材料。