碳酸銀基半導(dǎo)體復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究.pdf

1、當(dāng)今社會污染問題已日趨全球化，排放廢水中的污染物呈現(xiàn)出復(fù)雜多樣性，給生態(tài)系統(tǒng)、經(jīng)濟社會以及人類健康帶來極大的危害。光催化技術(shù)在解決能源和環(huán)境問題等方面具有巨大的潛力，現(xiàn)有的光催化材料如氧化物半導(dǎo)體雖然具有較好的光催化活性，但由于其帶隙寬，可見光吸收能力差而不能得到廣泛應(yīng)用。因此開發(fā)可見光響應(yīng)且穩(wěn)定性好的半導(dǎo)體光催化劑，并結(jié)合光催化技術(shù)凈化水環(huán)境得到研究工作者的廣泛關(guān)注。本論文旨在將碳酸銀半導(dǎo)體光催化劑與其他半導(dǎo)體材料形成復(fù)合光催化劑，研

2、究其增強光催化活性和穩(wěn)定性的影響因素，并探討復(fù)合光催化劑的光催化機理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以硝酸銀(AgNO3)和十水合碳酸鈉(Na2CO3?10H2O)為原料，采用簡單的沉淀法制備可見光響應(yīng)的Ag2CO3半導(dǎo)體光催化劑。實驗通過調(diào)控水、乙醇、丙酮和二甲亞砜等不同溶劑和比例，改變棒狀A(yù)g2CO3顆粒的尺寸大小，利用XRD、SEM、TEM、BET等對其微觀形貌和結(jié)構(gòu)進行表征，并考察 Ag2CO3在可見光照下對有機污染物的光降

3、解效率。研究表明當(dāng)溶劑中DMSO與H2O比例為1:1時樣品具有最佳光催化能力，這是由于樣品有較大的比表面積和較強的光吸收能力。自由基捕捉劑實驗結(jié)果表明空穴在Ag2CO3光催化劑的光反應(yīng)過程中起到主要作用，而羥基自由基起次要作用。⑵采用離子交換法制備得到Ag2CO3/AgX(X=Cl，Br，I)異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑。實驗研究了不同鹵化物對樣品的結(jié)構(gòu)、尺寸和晶相的影響，以及不同 AgBr含量對復(fù)合光催化劑光催化活性的影響。結(jié)果表明，AgX顆粒

4、通過化學(xué)鍵作用生長在 Ag2CO3表面，且與純Ag2CO3相比，異質(zhì)結(jié)光催化劑具有較好的光催化活性和穩(wěn)定性，其中樣品Ag2CO3/AgBr(20wt％)的光催化活性最好。異質(zhì)結(jié)光催化劑優(yōu)異的活性歸因于合適的能級匹配及異質(zhì)結(jié)界面的形成。⑶以g-C3N4為前驅(qū)體，采用沉淀法制備了g-C3N4/Ag2CO3復(fù)合光催化劑。由SEM圖可以看出棒狀 Ag2CO3顆粒附著在片層g-C3N4表面，g-C3N4/Ag2CO3的光催化活性比純Ag2CO3要