在此論文中,我們成功地設(shè)計并制備出了一種以還原氧化石墨烯（rGO）為載體,P25 TiO₂納米顆粒為活性組分的新型三組分雙金屬（AuCu合金）納米復合材料AuCu-P25-rGO,并將其用作一種具備高性能光催化降解效果的光催化劑。同時還采用X射線衍射分析,高分辨透射電子顯微鏡,紅外光譜分析,比表面積測試,拉曼光譜,X射線光電子能譜分析,固體紫外漫反射分析,熒光光譜分析和瞬態(tài)光電流響應等技術(shù)手段對其形貌,化學組成,物理結(jié)構(gòu)和光電性能進行了表征。在300 W鹵素燈的照射條件下,三組分雙金屬光催化劑在降解有機污染物鄰硝基苯酚（2-NP）時具有比P25,P25-rGO,AuCu-P25,Cu-P25-rGO和Au-P25-r GO更高的光催化活性。通過進一步實驗,我們發(fā)現(xiàn)Au:Cu不同的摩爾比對催化劑的光催化性能具有顯著影響,其中Au:Cu摩爾比為1:1的AuCu-P25-rGO催化活性高于Au:Cu摩爾比為1:3和3:1的AuCu-P25-rGO。此外,通過對降解底物的進一步擴展和探究,我們發(fā)現(xiàn)Au₁Cu_1-P25-rGO還能... 

【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

TiO2的光催化機理

蘭州大學碩士研究生學位論文 AuCu-P25-rGO 納米材料的制備及光催化降解性能的Hurum 等人[36-38]還利用電子順磁共振（EPR）對 P25 進行了表征，探相比于單純相較高的光催化活性。如圖 1-3 所示，在 20 世紀 90 年代早期出的傳統(tǒng)模型認為，混晶型 P25 中決定其較高光催化活性的組分依然是銳鈦金紅石只是起到電子收集的作用：在 P25 被光激發(fā)時，光生電子從銳鈦礦到具有較低能量的金紅石電子捕獲位點，降低電子和空穴的復合速率，引有效的電子空穴分離，從而獲得更高的光催化活性。但 Hurum 等人的研究恰恰與之相反，研究認為金紅石對于混晶型 P25 光催化活性的貢獻是不可的，絕不僅僅是電子收集這樣簡單的功能。金紅石中所存在的微晶結(jié)構(gòu)使子在可見光的照射下快速地從金紅石轉(zhuǎn)移到具有更低能量的銳鈦礦晶格捕點，促成了更為穩(wěn)定的電荷分離，轉(zhuǎn)移至銳鈦礦晶格捕獲位點的光生電子穴錯過了與之復合的機會而轉(zhuǎn)移至 P25 表面。隨后，電子又從銳鈦礦捕獲移動到 P25 表面的捕獲位點，進一步分離電子-空穴對，達到提高 P25 光催性的目的。

具體來說如圖 1-4 所示，以甲基橙作為反應物，活性炭—TiO2復合材料具高的光催化活性是因為活性炭對反應物的吸附作用給TiO2的周圍營造了一濃度反應物的光催化環(huán)境，隨后便可以更容易地發(fā)生光催化反應。而對于的 TiO2顆粒來說，若沒有高度吸附作用的活性炭作為載體，反應物則只能與 TiO2顆粒的有效碰撞來進行光催化反應，若反應進行的不充分，反應物間產(chǎn)物將回到溶液中并且只能在與 TiO2再次碰撞時才能發(fā)生進一步反應，會導致光催化效率的降低。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]碳、氮共摻雜TiO2催化劑的制備及其可見光催化活性研究[J]. 劉娟.  華中師范大學研究生學報. 2010(02)



本文編號：3302930