銀負(fù)載堿金屬鉭酸鹽等離子體納米復(fù)合光催化劑的制備及光催化性能研究.pdf

1、目前，鉭酸鹽是光催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，同時(shí)，以貴金屬負(fù)載半導(dǎo)體構(gòu)筑的等離子體復(fù)合光催化劑是一種非常有效的提高可見光利用率的方法。但是以銀負(fù)載堿金屬鉭酸鹽構(gòu)筑的表面等離子體復(fù)合光催化劑的研究還很少。在本論文中，通過溫和的綠色光化學(xué)還原法，成功制備了Ag-NaTaO3、 Ag-KTaO3和Ag-K2Ta2O6三種等離子體納米復(fù)合光催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該三種納米復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的光催化活性。取得的具體研究結(jié)果如下:
　　1.通過光

2、還原法制備了一種可見光響應(yīng)的Ag-NaTaO3等離子體納米復(fù)合光催化劑。通過X射線衍射(XRD)、電子掃描顯微鏡(SEM)、電子透射顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜儀(XPS)等分析測試手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示，Ag納米粒子(5-10 nm)均勻的分散在NaTaO3納米塊表面。將Ag-NaTaO3等離子體納米復(fù)合光催化劑用于在可見光下降解羅丹明B，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，等離子體Ag-NaTaO3納米復(fù)合光催化劑在可見光下具有良好的光催

3、化活性和較好的穩(wěn)定性，當(dāng)銀與鉭酸鈉的摩爾比為0.6時(shí)，Ag-NaTaO3等離子體納米復(fù)合光催化劑的催化活性最高，大約是單純NaTaO3催化活性的3倍。
　　2.通過水熱法一步制備了燒綠石結(jié)構(gòu)的八面體K2Ta2O6納米晶體，進(jìn)一步通過光還原法制備出可見光響應(yīng)的Ag-K2Ta2O6等離子體納米復(fù)合光催化劑。通過X射線衍射(XRD)、電子掃描顯微鏡(SEM)、電子透射顯微鏡(TEM)、X射線光電子能譜儀(XPS)等分析測試手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)

4、行了表征。結(jié)果顯示，Ag納米顆粒均勻的負(fù)載在K2Ta2O6表面。制備出的等離子體Ag-K2Ta2O6納米復(fù)合光催化劑在可見光下降解四環(huán)素(TC)表現(xiàn)出良好的光催化活性和較好的重復(fù)性及穩(wěn)定性。其中，當(dāng)Ag與K2Ta2O6的摩爾百分?jǐn)?shù)為3％時(shí)，Ag-K2Ta2O6等離子體納米復(fù)合光催化劑的光催化活性最高，是單純K2Ta2O6催化活性的3倍。
　　3.通過水熱法分別制備了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的NaTaO3和KTaO3納米塊，進(jìn)一步通過添加AgNO

5、3進(jìn)行模擬太陽光分解水制氫實(shí)驗(yàn)，在這個(gè)過程中利用了光還原法制備出Ag-NaTaO3和Ag-KTaO3等離子體納米復(fù)合光催化劑。通過X射線衍射(XRD)、電子透射顯微鏡(TEM)、高分辨電子透射顯微鏡(HRTEM)、高分辨電子透射顯微鏡元素分布(mapping)等分析測試手段對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示，Ag納米顆粒均勻的負(fù)載在NaTaO3和KTaO3表面。制備出的等離子體Ag-NaTaO3和Ag-KTaO3納米復(fù)合光催化劑在模擬太陽光下

6、分解水制氫展現(xiàn)出很好的光催化活性和穩(wěn)定性。其中，當(dāng)Ag與NaTaO3的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1％時(shí)，Ag-NaTaO3等離子體納米復(fù)合光催化劑的光催化活性最高，是單純NaTaO3催化活性的2倍;當(dāng)Ag與KTaO3的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.05％時(shí)，Ag-KTaO3等離子體納米復(fù)合光催化劑的光催化活性最高，是單純KTaO3催化活性的2倍。
　　4.通過對Ag-NaTaO3、 Ag-KTaO3和Ag-K2Ta2O6等三種等離子體納米復(fù)合光催化劑的催