文献综述
银基半导体/钒酸铋复合光催化材料的理论研究
摘要：介绍了半导体光催化材料的研究现状,钒酸铋（BiVO4）光催化剂的优点和不足。在此基础上，针对BiVO4光催化剂存在的不足，详细介绍了几种BiVO4改性技术，包括化合物半导体异质结、贵金属沉积和离子掺杂等等，它们在光催化效率上都有显著的提高，通过对作用机制、表征结果的描述，我们可以充分了解这些研究成果。最后，对钒酸铋半导体光催化材料在光催化分解水及降解污染物应用上的发展进行了展望。
关键词：半导体光催化效应；BiVO4；改性技术；光解水
1 引言
自从1970年在TiO2光电阳极上发现水的光解作用[1]，过去几十年来半导体光催化剂由于它在环境修复和太阳能转换上的极具前景的应用吸引了众多关注[2–5]。二氧化钛是最先被发现的光催化材料，并且一直是紫外光光谱区域的标杆材料。但由于其较宽的带隙，对太阳能的吸收转换只占总量的5%，因此，本质上对可见光光响应度高，制备手段简单的光催化剂更受青睐。本文主要是根据钒酸铋（BiVO4）半导体光催化材料的研究进展做一个整理归纳，任何材料有其优势也必有其劣势，BiVO4的光催化效率并不是很显著，光生电子空穴对的复合相对来说很快，然而尽管如此，由于它的禁带宽度对可见光波段的光吸收显著，近年来的研究都在致力于寻找能够弥补这个不足的方法。
2 半导体光催化材料
2.1 半导体光催化材料的作用原理
光催化是半导体材料的独特性能之一。半导体材料的能带结构是由填满电子的价带（低能）和空的导带（高能）构成，价带和导带之间存在禁带。当入射光子能量等于半导体的禁带宽度时，价带的电子被激发至导带，在价带形成一个空穴，无论入射光子大于还是小于禁带宽度都会造成能量的损耗，小于时光子能量甚至完全浪费。
光生空穴（h ）具有氧化性,而光生电子（e-）则具有还原性。此时的h 和e-存在两种可能，一是二者复合,将吸收的光能以热的形式释放,使光催化效率降低;二是在外电场作用下,h 和e-发生分离,并迁移到粒子表面的不同位置,将吸收的光能转换成化学能。实验表明,吸附在催化剂表面的O2可吸收e-反应生成过氧化物离子自由基。在pHlt;4条件下,H 与过氧化物离子自由基可在形成H2O2的基础上进一步转化为·OH:
