本文關鍵詞：磷酸銀改性光催化劑的制備及其可見光催化性能研究

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【摘要】：磷酸銀是一種新型高效的可見光催化劑,具有超高的量子效率以及良好的光催化性能。然而,單純體系的磷酸銀微溶于水,易受光化學腐蝕,限制了它在環(huán)境污染治理領域的應用。為了進一步提高磷酸銀的光催化性能和穩(wěn)定性,本文通過形貌調控、復合、離子摻雜等方法對其進行改性。選取羅丹明B(RhB)作為目標污染物,評價磷酸銀改性催化劑的可見光催化性能和穩(wěn)定性,同時探討其光催化機理。采用化學沉淀法,通過添加DMF和尿素共同輔助調控制備磷酸銀光催化劑。利用XRD、FTIR、SEM、激光粒度儀和UV-Vis等對Ag_3PO_4樣品進行表征,結果顯示通過DMF和尿素調控制備的磷酸銀結晶完整,純度較高,呈菱形十二面體形貌,對可見光具有較強的吸收。在可見光照射下,DMF和尿素共同調控制備的磷酸銀對RhB的光催化降解效果優(yōu)于單個物質調控制備的磷酸銀或無規(guī)則磷酸銀,且其穩(wěn)定性也有所提高。因此,通過DMF和尿素調控合成磷酸銀是一種改善其光催化性能和穩(wěn)定性的有效途徑。采用化學沉淀法,以CTAB為表面活性劑輔助制備Ag_3PO_4-AgBr-PTh-SiO_2復合光催化劑。通過XRD、FTIR、SEM、XPS、UV-Vis等表征手段對催化劑進行分析,結果顯示Ag_3PO_4-AgBr-PTh-SiO_2復合催化劑被成功合成,該催化劑對可見光的吸收增強。在可見光照射下,當PTh為0.0034 g時,Ag_3PO_4-AgBr-PTh-SiO_2復合光催化劑對RhB的降解效果最佳。因此,PTh對于Ag_3PO_4-AgBr-PTh-SiO_2復合催化劑光催化性能的改善起關鍵作用。采用簡易方法制備Bi-Ag_3PO_4-MIL-100(Fe)復合光催化劑。通過XRD、FTIR、SEM、XPS、UV-Vis、PL等方法對催化劑進行表征。結果顯示Bi-Ag_3PO_4-MIL-100(Fe)復合催化劑被成功合成,該催化劑對可見光的吸收增強。在可見光照射下,Bi-Ag_3PO_4-MIL-100(Fe)復合催化劑對RhB的降解效果優(yōu)于Bi-Ag_3PO_4和Ag_3PO_4-MIL-100(Fe),且其穩(wěn)定性明顯提高。因此,Bi3+摻雜和MIL-100(Fe)復合對于加強Ag_3PO_4光催化性能和穩(wěn)定性具有重要意義。
【關鍵詞】：磷酸銀改性光催化劑 可見光催化性能 穩(wěn)定性 羅丹明B 光催化機理
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O643.36
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 研究背景12
• 1.2 半導體光催化技術12-16
• 1.2.1 半導體光催化技術簡介12-13
• 1.2.2 半導體光催化基本原理13-14
• 1.2.3 半導體光催化活性影響因素14-16
• 1.3 半導體光催化劑研究進展16-19
• 1.3.1 傳統(tǒng)光催化劑的改性16-18
• 1.3.2 新型可見光催化劑的開發(fā)18-19
• 1.4 磷酸銀可見光催化劑研究進展19-21
• 1.4.1 磷酸銀可見光催化劑的發(fā)現(xiàn)19
• 1.4.2 磷酸銀可見光催化劑的改性19-21
• 1.5 選題目的和研究內(nèi)容21-23
• 1.5.1 選題目的21-22
• 1.5.2 研究內(nèi)容22-23
• 第二章 實驗材料與分析方法23-29
• 2.1 實驗試劑與儀器23-24
• 2.1.1 主要化學試劑23-24
• 2.1.2 主要實驗儀器24
• 2.2 表征方法24-27
• 2.2.1 X射線衍射分析（XRD）24-25
• 2.2.2 傅立葉紅外光譜分析（FTIR）25
• 2.2.3 掃描電鏡分析（SEM）25
• 2.2.4 激光粒度分析25-26
• 2.2.5 X射線光電子能譜分析（XPS）26
• 2.2.6 紫外-可見漫發(fā)射光譜分析（UV-Vis）26-27
• 2.2.7 熒光光譜分析（PL）27
• 2.3 光催化性能評價27-28
• 2.3.1 光催化反應裝置27-28
• 2.3.2 光催化降解實驗28
• 2.4 光催化機理探討28-29
• 第三章 DMF和尿素共同調控磷酸銀的制備及其可見光催化性能研究29-41
• 3.1 前言29
• 3.2 催化劑的制備29-31
• 3.2.1 無規(guī)則磷酸銀的制備29-30
• 3.2.2 DMF調控磷酸銀的制備30
• 3.2.3 尿素調控磷酸銀的制備30
• 3.2.4 DMF和尿素共同調控磷酸銀的制備30-31
• 3.3 結果與討論31-40
• 3.3.1 X射線衍射分析（XRD）31-32
• 3.3.2 傅立葉紅外光譜分析（FTIR）32-33
• 3.3.3 掃描電鏡分析（SEM）33-34
• 3.3.4 粒徑分析34-35
• 3.3.5 紫外-可見漫反射光譜分析（UV-Vis）35-36
• 3.3.6 可見光催化性能評價36-37
• 3.3.7 光催化劑穩(wěn)定性分析37-38
• 3.3.8 光催化降解機理探討38-40
• 3.4 本章小結40-41
• 第四章 Ag_3PO_4-AgBr-PTh-SiO_2復合光催化劑的制備及其可見光催化性能研究41-52
• 4.1 前言41
• 4.2 催化劑的制備41-43
• 4.2.1 Ag_3PO_4光催化劑的制備41-42
• 4.2.2 PTh導電聚合物的制備42
• 4.2.3 Ag_3PO_4-AgBr-SiO_2復合光催化劑的制備42
• 4.2.4 Ag_3PO_4-AgBr-PTh-SiO_2復合光催化劑的制備42-43
• 4.3 結果與討論43-50
• 4.3.1 X射線衍射分析（XRD）43
• 4.3.2 傅立葉紅外光譜分析（FTIR）43-44
• 4.3.3 掃描電鏡分析（SEM）44-45
• 4.3.4 X射線光電子能譜分析（XPS）45-47
• 4.3.5 紫外-可見漫反射光譜分析（UV-Vis）47
• 4.3.6 可見光催化性能評價47-48
• 4.3.7 光催化劑穩(wěn)定性分析48-49
• 4.3.8 光催化降解機理探討49-50
• 4.4 本章小結50-52
• 第五章 Bi-Ag_3PO_4-MIL-100 (Fe) 復合光催化劑的制備及其可見光催化性能研究52-63
• 5.1 前言52
• 5.2 催化劑的制備52-54
• 5.2.1 Ag_3PO_4光催化劑的制備52-53
• 5.2.2 MIL-100 (Fe) 材料的制備53
• 5.2.3 Bi-Ag_3PO_4光催化劑的制備53
• 5.2.4 Ag_3PO_4-MIL-100 (Fe) 復合光催化劑的制備53
• 5.2.5 Bi-Ag_3PO_4-MIL-100 (Fe) 復合光催化劑的制備53-54
• 5.3 結果與討論54-62
• 5.3.1 X射線衍射分析（XRD）54
• 5.3.2 傅立葉紅外光譜分析（FTIR）54-55
• 5.3.3 掃描電鏡分析（SEM）55-56
• 5.3.4 X射線光電子能譜分析（XPS）56-58
• 5.3.5 紫外-可見漫反射光譜分析（UV-Vis）58
• 5.3.6 熒光光譜分析（PL）58-59
• 5.3.7 可見光催化性能評價59-60
• 5.3.8 光催化劑穩(wěn)定性分析60-61
• 5.3.9 光催化降解機理探討61-62
• 5.4 本章小結62-63
• 結論與展望63-65
• 參考文獻65-77
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果77-78
• 致謝78-79
• 附件79

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