1实验部分
1．1主要仪器与试剂
KOH、氨水、硝酸钇、硝酸铋、亚甲基蓝、甲基橙、EDTA(均为分析纯)，二次蒸馏水(自制);BL－GHX－V光化学反应仪(上海比朗实验设备公司)、TU－1901双光束紫外－可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司)、TG20M台式高速离心机(安徽中科佳科学仪器)、SX2－4－13箱式电阻炉(龙口市电炉制造厂)、DGX－9073B－2电热鼓风恒温干燥箱(上海福玛实验设备有限公司)
1．2材料的制备
根据文献［9］方法合成稀土氢氧化物纳米线，作为制备Y2O3-Bi2O3复合材料的备用材料。先称取11．7g的EDTA溶于10mL的蒸馏水中，再取1．56gBi(NO3)3溶于EDTA溶液中，然后向其中缓慢滴加浓氨水16mL。以Y和Bi物质的量之比为1∶10、1∶4、1∶2、1∶1，分别取相应氢氧化钇纳米线加入制得的溶胶内超声0．5h，置于烘箱60℃的条件下形成干凝胶后，研磨成乳白色粉末，将上述不同比例的白色粉末分别在400℃、500℃、600℃三个不同温度条件下煅烧5h，自然冷却至室温得Y2O3-Bi2O3复合材料。
1．3光催化活性试验
取40mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝或甲基橙溶液于石英管内，以10mgY2O3-Bi2O3复合材料为催化剂，以300W汞灯为光源进行光催化试验。将石英管放入光催化反应仪内搅拌，先暗反应30min后，再进行光照，按一定时间间隔分别取样用紫外－可见分光光度计进行分析，测得溶液的吸光度At，根据W%=(A0－At)/A0×100%计算脱色率。
2结果与讨论
2．1扫描电子显微镜图分析
将400℃煅烧下掺杂比例n(Y)∶n(Bi)=1∶10时的样品进行SEM分析，得到样品形貌如图1所示。Y2O3-Bi2O3复合材料粒径大约在几十到几百纳米之间，粒子呈絮状分散，形状不规则，有较大的表面积。形成这种絮状分散的原因主要是煅烧前凝胶体系内含有氢氧根离子及大量乙二胺四乙酸根离子，煅烧过程中这些例子随温度的升高逐渐释放出来，使Y2O3-Bi2O3复合材料呈现为较膨松的状态，从而产生了这种特殊的形貌。
2．2不同组成复合材料的UV－VisDＲS光谱分析
取400℃煅烧条件下，n(Y)∶n(Bi)组成比例分别为1∶1、1∶2、1∶4、1∶10的Y2O3-Bi2O3复合材料，测试其紫外－可见漫反射光谱如下图所示。，400℃煅烧条件下，n(Y)∶n(Bi)组成比例分别为1∶1、1∶2、1∶4、1∶10的Y2O3-Bi2O3复合材料，其吸光度在紫外光区和可见光区有一定的差别。在可见光区(约400～700nm)，随着样品中稀土含量的减少，Y2O3-Bi2O3复合材料的吸光度也逐渐降低，而在紫外光区(约200～400nm)，随着样品中稀土含量的减少，Y2O3-Bi2O3复合材料的吸光度则有上升的趋势。
2．3光催化活性分析
(1)材料组成对亚甲基蓝溶液光催化效果的影响以10mg/L的亚甲基蓝溶液为光催化降解模板，以经400℃煅烧过的不同组成的Y2O3-Bi2O3复合材料为催化剂，暗反应30min后，再进行90min光照，考察了不同煅烧温度对材料光催化降解性能的影响。煅烧温度为400℃，不同组成的Y2O3-Bi2O3复合材料为催化剂，暗反应30min后脱色率大致相同，并且都非常低，这一阶段因为没有光照，亚甲基蓝溶液脱色主要是催化剂吸附的结果，随着光照时间的延长催化脱色效果明显增强，其中组成为n(Y)∶n(Bi)=1∶10的Y2O3-Bi2O3复合材料催化效果最佳，在反应90min时，亚甲基蓝溶液的脱色率达90%以上。(2)煅烧温度对亚甲基蓝溶液光催化效果的影响以10mg/L的亚甲基蓝溶液为光催化降解模板，以组成为n(Y)∶n(Bi)=1∶10的Y2O3-Bi2O3复合材料为催化剂，暗反应30min后，再进行90min光照，考察了不同煅烧温度对材料光催化降解性能的影响。对于组成为n(Y)∶n(Bi)=1∶10的Y2O3-Bi2O3复合材料为催化剂，亚甲基蓝溶液脱色效果明显受材料煅烧温度的影响。光催化反应90min，经600℃煅烧的材料为催化剂，亚甲基蓝溶液的脱色率只有30%左右，而经400℃煅烧的材料为催化剂，亚甲基蓝溶液的脱色率则可以达90%以上。这可能是由于煅烧温度影响了材料的晶型结构及表面特性，从而影响其光催化性能。(3)材料催化甲基橙溶液脱色效果的UV－Vis图谱分析以10mg/L的甲基橙溶液为光催化降解模板，以300W汞灯为光源，以煅烧温度为400℃，组成为n(Y):n(Bi)=1:10的Y2O3-Bi2O3复合材料为催化剂，通过紫外－可见分光光度计对不同时间间隔的甲基橙溶液进行分析。
3结论
制备了一系列Y2O3-Bi2O3复合材料，通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射(UV-VisDＲS)光谱对样品的形貌及光吸收性能进行了表征。重点对材料的光催化亚甲基蓝和甲基橙降解脱色进行了研究。研究结果表明，煅烧温度和材料组成比例对光催化性能有一定影响，煅烧温度为400℃，组成为n(Y)∶n(Bi)=1∶10条件下制备的材料光催化效果最佳，当催化剂浓度为250mg/L，光催化反应90min时，10mg/L亚甲基蓝和甲基橙溶液的脱色率都能够达到90%以上。
作者：苗慧 单位：阜阳师范学院化学与材料工程学院
