● 摘要
钒酸盐是一类有广泛应用的重要化合物。本论文着眼于当前材料研究的热点，报道了两种纳米钒酸盐功能材料的制备: 一种是纳米BiVO4与TiO2复合光催化剂的制备、表征与光催化活性的研究；另一种是钒酸铜（Cu3V2O7(OH)2•2H2O）亚微米空心球的制备与表征。论文第一部分是关于利用水热法成功合成BiVO4/TiO2复合光催化剂的研究（简写为BTO）。根据合成工艺的不同制备了两种复合光催化剂：BTO1是以BiVO4和TiO2纳米线为原料通过调节反应体系溶液的酸碱度复合得到；BTO2是首先通过溶于丙三醇的Bi (NO3)3•5H2O溶液对TiO2纳米线进行预处理，再与NaVO3进一步反应制得。BTO1的XRD谱图是由较强的单斜BiVO4谱峰和较弱的锐钛矿TiO2谱峰组成；而产物BTO2的XRD谱图由较弱的单斜BiVO4谱峰和较强的锐钛矿TiO2谱峰组成。SEM及TEM图片显示BTO1样品和BTO2样品均为BiVO4纳米颗粒生长在直径约120nm的TiO2纳米线上，并且可以看出BTO2样品的颗粒结晶度高、颗粒尺寸较小（平均30nm）。UV-vis图谱表明二者均具有可见光响应，BTOl的最大吸收波长约为500 nm，BTO2的最大吸收波长则达到700 nm。在相同条件下用可见光照射对亚甲基兰进行光催化降解实验，结果表明光催化活性由高到低的顺序是：BTO2> BiVO4> BTO1 >TiO2>P-25。文章通过对比分析BTO1样品和BTO2样品的合成工艺、物质结构、结晶度、颗粒尺寸等，探讨了BTO2样品具有高光催化活性的原因。论文第二部分研究了Cu3V2O7(OH)2•2H2O亚微米空心球的水热法合成与表征。结果表明：产物为单斜相Cu3V2O7(OH)2•2H2O，样品的ICP-MS结果表明Cu、V摩尔比率为1.5，空心球大小分布较均匀，平均尺寸为7 um；分析出样品形貌受CuSO4•5H2O与Na2V6O16•3H2O纳米线比率影响，当Cu、V摩尔比为4:1时，所得到的样品形貌为中空亚微米球；Na+ 和Cu2+之间的离子交换使得Na2V6O16•3H2O纳米带快速断裂，形成薄片在水热作用下自组装生成Cu3V2O7(OH)2•2H2O空心球；Cu3V2O7(OH)2•2H2O空心球的介电性能表明在施加电场频率高于100 kHz时其介电损耗几乎不变。