论文标题：Efficient visible light photodegradation of BiVO₄:Yb³⁺/Tm³⁺ with high content of tetragonal phase

期刊：Frontiers of Chemical Science and Engineering

作者：Han Xie, Mitang Wang, Zhigao Sun, Xiaoyu Lu, Dongliang Zhang, Siqingaowa Jin, Siheng Chen

发表时间：15 Nov 2024

DOI：10.1007/s11705-024-2473-6

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在光催化研究中，四方相钒酸铋（t-BiVO₄）由于其宽带隙而前景不佳。然而，根据以往的研究可知，在单斜相钒酸铋（m-BiVO₄）的改性中不可避免地会出现四方相。因此，有必要寻找可以提高t-BiVO4在可见光下的光响应和光催化能力的方法。本研究采用简单的水热法合成了Yb³⁺和Tm³⁺复合掺杂的BiVO4，并通过SEM、TEM、BET、XRD、Raman、XPS、DRS、PL、UCL等手段对其微观结构、形貌和光学性能进行了表征和分析。结果表明，BiVO4: Yb³⁺/Tm³⁺ (BVYT)具有高含量的四方相（约80%），表现出t-BiVO₄的特征。BVYT具有较高的光生载流子分离效率，其瞬态光电流响应强度比未掺杂的m-BiVO4提高了约3倍，光催化效率显著提高。在模拟太阳光下，BVYT分别在45min和90min内完全降解亚甲基蓝（MB）溶液和罗丹明B（RhB）溶液，反应速率显著提高。BVYT在可见光下也表现出优异的光催化能力，在可见光（>420nm）照射下，45min内约有35%的MB溶液被降解。这是因为Yb³⁺有效促进了Tm³⁺ 在可见光激发下的上转换发光，并提出了Yb-Tm-Tm的能量循环机理。因此，高四方相含量的BiVO₄具有优异的光活性，甚至超过m-BiVO₄。这是光催化领域的一个新发现，为BiVO₄在光催化领域提供了更广阔的应用前景。

引用格式：Han Xie, Mitang Wang, Zhigao Sun, Xiaoyu Lu, Dongliang Zhang, Siqingaowa Jin, Siheng Chen. Efficient visible light photodegradation of BiVO₄: Yb³⁺/Tm³⁺ with high content of tetragonal phase. Front. Chem. Sci. Eng., 2024, 18(11): 122 https://doi.org/10.1007/s11705-024-2473-6

作者及团队介绍

王觅堂（通讯作者）上海理工大学教授。内蒙古自治区“草原英才”获得者，内蒙古自治区杰出青年基金获得者，内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划入选者，包头市第一批“鹿城英才”，包头市首批“5512工程”中青年骨干。在国内外学术期刊发表论文80余篇，国家发明专利34项。作为项目负责人承担国家自然科学基金项目4项，内蒙古自治区自然科学基金项目2项，内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划项目1项；作为骨干成员参与国家科技支撑计划项目1项，863项目1项，国家自然科学基金项目3项，科技部973前期研究项目1项，科技部服务企业项目1项。获省部级自然科学一等奖1项、省部级科技进步一等奖1项。

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