仿生木材结构钒酸铈的制备及光催化性能

作者：尹斌; 杜文鑫; 张颖; 高杏; 马畅; 郭明辉^*

来源：林业工程学报, 2022, 7(04): 38-45.

DOI：10.13360/j.issn.2096-1359.202111037

• 仿生木材
• 仿生结构
• 光催化
• 钒酸铈
• 有机染料

钒酸铈(CeVO4)在水污染处理领域被广泛关注，然而比表面积小、分散性差、光利用效率低等问题限制了其应用。本研究使用云杉模板，通过仿生合成法，制备出仿生木材结构的三维多孔钒酸铈光催化剂。通过降解模拟污染物伊红黄，讨论仿生木材结构钒酸铈的光催化性能。结合SEM/XRD/BET/XPS/DRS等表征分析，探究其光催化降解机理。结果表明：采用云杉模板合成的仿生木材结构钒酸铈具有类木材的多孔结构，比表面积是8.691 0 m2/g,平均晶粒尺寸为30.76 nm。相较于直接水热合成的钒酸铈，仿生木材结构钒酸铈的氧空位率提升了22%,其禁带宽度从2.96 eV减小到2.54 eV。在紫外光照射条件下对伊红黄的降解率为90%,在酸性条件下降解率可达95%,具有良好的循环稳定性。仿生木材结构钒酸铈降解有机污染物的性能优异，独特的类木材结构提升了钒酸铈的光能利用率，为其提供了更多的反应位点，有效地抑制了光生电子-空穴的复合，进一步提升了钒酸铈的光催化性能。本研究将木材的多孔结构与钒酸铈良好的光催化特性相结合，实现了林木加工剩余物的高值化利用。

• 单位
  东北林业大学; 哈尔滨体育学院