《表2 不同Zn掺杂量Bi VO4颜料的色度参数》

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《Zn掺杂量对纳米BiVO_4黄色颜料性能的影响》

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图2显示了不同Zn掺杂量的BiVO4颜料样品的紫外/可见光漫反射谱图。从图中可见，不同Zn掺杂量的样品对波长主要处于450～480 nm之间的蓝光的反射率都非常低，而对波长在500 nm以上的可见光呈现较强的反射，蓝色的补色为黄色，从而使颜料样品呈现黄色。从图2中插图可进一步发现虽然不同Zn掺杂量样品对蓝光的反射率都较低，但Zn掺杂量x为0.15时，颜料样品反射边缘（470 nm左右）最靠右边（红移），且在500 nm以上具有高的反射率，从而呈现最高的b*值；而x为0.05时，反射边缘处于最左边（蓝移），对蓝光反射率有所提高，而在500 nm以上的反射率最低，从而使呈现最低的b*值，这与表2所示的样品L*a*b*颜色参数相符。另外，从图中还可见，未掺杂和不同含量Zn离子掺杂样品的反射边缘非常陡峭，这表明颜料的可见光响应是由价带到导带的直接带隙引起的[14]。表3显示了根据图2中结果推导拟合得到的样品禁带宽度。可见，纯的BiVO4的禁带宽度（Eg）为2.46 e V，采用Zn掺杂后，Eg稍有降低，其中Zn掺杂量x为0.1时，Eg最小为2.39 e V。一般认为BiVO4的呈色机理（部分可见光吸收）是由Bi 6s和O2p杂化轨道组成的价带和V 3d导带之间的电荷转移跃迁所致，Zn2+离子半径（74 pm）小于Bi3+离子半径（117 pm），会在一定程度减小晶格常数，从而提高Bi 6s和O 2p轨道杂化效应，使价带和导带间禁带宽度减小[7]。总体来说，本工作Zn掺杂量范围内，Zn含量对BiVO4颜料的禁带宽度的影响相对较小，样品最终呈色取决于吸收边缘附近对蓝光的吸收率和在500 nm以上对黄光的反射率的叠加影响。