AgBr基复合光催化材料的制备及其可见光光催化活性增强研究

来源 :淮北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kingboxing
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AgBr半导体(semiconductors,SCs)是一种重要的光催化材料,但是严重的光腐蚀作用阻碍了其在光催化领域中的实际应用。为了解决这一问题,本论文通过构建AgBr/SCs异质结结构来提高AgBr的光催化活性和稳定性,并结合光催化反应过程中产生的Ag纳米颗粒(nanoparticles,NPs)的作用研究AgBr/SCs的光催化反应机理。主要研究内容和结果如下:  1. AgBr/WO3复合光催化剂的制备、表征及光催化性能。以WO3为载体,通过沉积-沉淀法合成了AgBr/WO3复合光催化剂。利用XRD、SEM和DRS对AgBr/WO3进行表征。通过改变实验条件,研究了各种反应影响因素(AgBr负载量、催化剂用量、染料初始浓度和光照强度)对甲基橙(methyl orange,MO)降解率的影响。结果表明AgBr负载量对光催化降解MO的影响最为显著,?OH在降解MO的过程中起到主要作用。  2. AgBr/H2WO4复合光催化剂的合成、表征及光催化性能。以AgBr为载体,利用沉积-沉淀法合成了高效、稳定的复合光催化剂AgBr/H2WO4。并利用XRD、SEM、DRS和EDS对其进行表征。复合催化剂AgBr/H2WO4对降解MO和罗丹明B(rhodamine B,RhB)的光催化活性高于单独的AgBr和H2WO4。XPS结果表明AgBr/H2WO4在催化过程中转变成为Ag/AgBr/H2WO4体系,并且在5次循环实验后仍保持较好的光催化活性。在 AgBr表面生成的Ag NPs对Ag/AgBr/H2WO4的活性和稳定性起到重要的作用。  3. AgBr/Ag3PO4复合光催化剂的制备、表征及光催化性能。以Ag3PO4为载体,使用阴离子交换法原位合成了AgBr/Ag3PO4。在可见光条件下,AgBr/Ag3PO4对MO表现出优异的光催化活性,其中AgBr的最佳含量为60 at.%。AgBr与Ag3PO4之间的异质结有效地促进了光生载流子的分离,而在光照过程中生成的Ag NPs体现出了一定的尺寸效应。  4.异质结型 WO3/H2WO4复合光催化剂的构建、表征及光催化性能。以H2WO4为前驱体,采用热分解法合成了异质结型 WO3/H2WO4光催化剂。异质结型 WO3/H2WO4催化剂对降解 RhB的可见光光催化活性优于单一的WO3和H2WO4,并且WO3的重量分数为51.04 wt%的WO3/H2WO4表现出了最佳光催化活性。WO3/H2WO4光催化活性的增强可归结于WO3和H2WO4之间形成的异质结,有效阻止了光生电子-空穴对的复合。
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