3.1.1 NaOH 浓度的影响. 19 

3.1.2 煅烧温度的影响 . 20 

3.1.3 煅烧时间的影响.. 21 

3.2 BFO 粉体表面形貌  22 

3.3 BFO 粉体光催化降解性能的研究  22 

3.3.1 不同 BFO 粉体对甲基橙的可见光催化效果影响 .. 22 

3.3.2 BFO 粉体对不同浓度甲基橙的可见光催化效果影响 . 24 

3.3.3 不同 BFO 粉体添加量对甲基橙的可见光催化效果影响 .. 25 

3.3.4  BFO 粉体对不同污染物的光催化效果  26 

4 实验结论 .. 28 

致谢 .. 29 

参考文献 . 29

1 文献综述

1.1 BiFeO3 材料简介

铁酸铋（BFO）材料的研发历史是在 1967 年 Achenbach 等人[1]通过硝酸清 洗的办法成功制备出了单相的 BiFeO3。之后在 1990 年由科学家 Kubel 和 Schmid[2] 利用 BiFeO3 的剩余极化强度制备得到了块体 BiFeO3。之后在 2003 年研究者发 现了能产生较强的铁磁性[3]的薄膜状 BiFeO3。之后，科学家开始研究了不同形态 的 BiFeO3 包括薄膜、纳米结构和纳米管状结构等等。铁酸铋材料是近些年在微 电子学科的研究重点，首先是因为铁酸铋（BiFeO3）材料是单相多铁性材料，铁 电居里温度为 830℃，而且铁酸铋的反铁磁尼尔温度为 370℃，并且 BiFeO3 是一 种典型的具有 ABO3 型的钙钛矿型的晶体结构，两者之间存在明显耦合作用，可 以实现磁性和铁电性相互调控这种独特的结构使其一直受到广大研究者的关注。 但是，因为实验条件的不同以及 BiFeO3 结构本身的限制，合成单相铁酸铋是比 较困难的。由 Bi2O3-Fe2O3 系统相图（图 1.1）可知，单相 BiFeO3 只能在较窄的 温度范围存在。为了控制制备单相的 BiFeO3 粉体，大量工作转向到 BiFeO3 薄膜 和 BiFeO3 纳米结构的研究上[4][5]。来.自/优尔论|文-网www.youerw.com/

图 1.1 Bi2O3-Fe2O3 系统相图

研究表明：室温下块体的 BiFeO3 为扭曲的钙钛矿结构，空间群属于 R3c， 而且具有菱形畸变的钙钛矿结构，如图 1.2，在王伟华[6]文献中清楚表述了图 1.2(a) 图的晶格常数为 a=b=c=5.63Å，α=β=γ= 59.4°，(b)图的晶格常数为 a=b=c=3.94Å，α=β=γ=89.43°。

图 1.2 (a、b)块体 BiFeO3 的结构

1.2 BiFeO3 的研究现状

自从 20 世纪 60 年代科学家们发现 BiFeO3 中存在的磁电效应以来，无论国 外和国内均对这类多铁性材料进行了大量的实验，时至今日研究含铋类包括铁酸 铋这类材料在实验上和理论上都有巨大的进步[7]。BiFeO3 是传统的铁磁电材料， 不仅仅受到研究员的关注更引起市场的广泛关注，研究员发现利用这类材料的高 介电常数以及磁导率，可以用来制成一系列一体化有着高电容以及高电感的电子 元器件（需求为低能耗、高储存密度、高读写速度等），其中对于降低 PCB、IC 板件上的元件密度和相互干扰性有着巨大帮助[6][7][8]也有大量研究，总结自 2004 年至今关于铁酸铋研究进展有如下研究范畴：研究其多铁性材料 BFO 的结构和 性能；研究 BFO 中电和磁之间的相互作用和可能的磁电效应研究；研究 BFO 与 铁磁材料（诸如强关联体系氧化物）的界面效应；研究 BFO 的畴壁与相界处的 物理效应；研究 BFO 材料的自组装纳米结构[9]。

其次有关于利用铁酸铋可见光催化性能的研究在半导体光催化，复合催化 剂，环境污染，污水治理领域都有大量研究，王伟华等在化工进展报上评论指出： 含铋光催化材料因其能吸收可见光、催化活性高而具有广阔的应用前景。由于可 以针对进一步提高光催化剂整体性能、实现工业化应用两点，提出了未来可以利 用多元元素掺杂、多元半导体复合进行改性和负载于某些载体制备整体催化剂进 行改良的观点，作为 ABO3 型钙钛矿型晶体结构的对应 A/B 位替代，进行了大量 铁酸铋复合材料相关科学探究[10]。国内外利用 BiFeO3(BFO)的弱铁磁性，将 BFO