稀土离子掺杂钒酸铋纳米晶的制备、晶体结构特征及光谱性质

作者：廖蕊; 黄鹤燕; 李园利; 潘小琴; 郭宝刚; 李同彩; 张行泉; 刘海峰; 谢瑞士^*

来源：硅酸盐学报, 2020, 48(05): 739-744.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20190532

• 化学溶液法
• 钒酸铋
• 掺杂纳米晶
• 晶体结构
• 光谱性质
• 稀土离子

采用化学溶液法合成了不同稀土离子(Nd3+、Y3+、Eu3+)掺杂的BiVO4纳米晶。利用X射线衍射分析、扫描电子显微分析、能量色散X射线光谱、Fourier红外光谱、Raman光谱、紫外-可见光漫反射光谱以及荧光光谱研究了样品的物相、晶体结构、成分、形貌、局部结构、表面化学和光谱性质。结果表明:不同离子掺杂的BiVO4样品尺寸处于纳米尺度,不同离子掺杂的BiVO4纳米晶具有四方相晶体结构,这些纳米晶呈现出清晰的轮廓及规则的形貌,表明得到的纳米晶具有较好的结晶性能,且表现出一定程度的晶格畸变。在247、367、763、855 cm-1附近出现的掺杂BiVO4纳米晶的拉曼峰,与四方相BiVO4结构的振动频率相吻合。紫外-可见光漫反射光谱表明,随着掺杂离子的引入,BiVO4纳米晶样品内部电子结构发生了变化,BiVO4、Eu:BiVO4、Y:BiVO4和Nd:BiVO4纳米晶的禁带宽度,分别为2.50、2.74、2.90、2.94 eV,说明通过掺杂不同离子可以调控半导体纳米晶的禁带宽度。光致发光谱表明,Eu:BiVO4纳米晶的发光峰具有最低的强度,说明Eu:BiVO4纳米晶具有最低的电子空穴复合效率,暗示该纳米晶具有较高的光催化活性。Y:BiVO4纳米晶的发光峰强度最高,表明该半导体纳米晶的电子空穴复合效率最高。

• 单位
  西南科技大学