本文關(guān)鍵詞：可見光響應(yīng)型銀基固溶體的制備、表征及性能　出處：《內(nèi)蒙古大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 可見光響應(yīng) 固溶體 光催化 降解

【摘要】：環(huán)境污染是當(dāng)今社會面臨的嚴峻挑戰(zhàn)之一,基于太陽能的光催化技術(shù)有效降解污染物是一種低成本高效治理環(huán)境污染的新途徑。傳統(tǒng)光催化材料面臨的問題主要包括太陽光響應(yīng)范圍窄、光催化反應(yīng)效率低等問題。近年來,開發(fā)具有可見光響應(yīng)活性的新型光催化材料是光催化領(lǐng)域中的研究熱點。固溶體光催化材料是利用兩種半導(dǎo)體來形成固溶體。它的電子結(jié)構(gòu)受固溶體組成的影響,通過改變成分能夠?qū)崿F(xiàn)對半導(dǎo)體帶隙的連續(xù)可調(diào)。其中,銀基固溶體光催化材料在可見光范圍內(nèi)有較大的吸收,同時具有較高的光催化活性和穩(wěn)定性,在光催化領(lǐng)域有較大的優(yōu)勢和應(yīng)用潛力。本論文中,介紹了以CH3COONa,Al(NO3)3·9H2O和Ga(NO3)3·nH2O為原料通過改變Al3+與Ga3+的比例,利用溶膠凝膠法制備出β-NaAl1-xGaxO2,然后經(jīng)過陽離子置換制備出禁帶寬度可連續(xù)調(diào)控的β-AgAl1-xGaxO2。以及SBA-15,CMK-3模板制備。利用CMK-3介孔碳為輔助模板,用浸漬法制備介孔β-AgAl0.4Ga0.6O2。利用光化學(xué)沉積法,對β-AgAl0.4Ga0.6O2負載貴金屬Ag。通過PANalytical Empyrean X射線衍射儀測試了樣品的晶體結(jié)構(gòu)和介觀結(jié)構(gòu)。通過Hitachi S-4800型掃描電子顯微鏡表征了樣品的形態(tài)、形貌。通過ASAP2020比表面積分析儀對介孔β-AgAl0.4Ga0.6O2進行N2吸-脫附等溫測試。通過Hitachi U-3900型紫外分光光度計測試出樣品的紫外光譜。然后利用Kubelka-Munk公式計算出樣品的禁帶寬度。通過Hitachi F-7000型熒光分光光度計測試出樣品的熒光光譜。一系列實驗結(jié)果表明,β-AgAl1-xGaxO2通過改變銀基固溶體的成分,實現(xiàn)對光學(xué)帶隙的連續(xù)調(diào)控,進而拓展對可見光的響應(yīng)范圍。從而提高銀基固溶體的光催化性能。介孔β-AgAl0.4Ga0.6O2提高了銀基固溶體的比表面積,為進一步提高光催化性提供可能。負載貴金屬Ag也是一個可行的方法進而提高光催化性能。以甲基橙為研究測試對象,測試了β-AgA1-xGaxO2的光催化性能。所合成的β-AgAl1-xGaxO2具有很好的光催化性能,其中β-AgAl0.2Ga0.8O2具有最好的光催化性能。結(jié)果表明,通過連續(xù)調(diào)控銀基固溶體的禁帶寬度,β-AgAl1-xGaxO2可以更有效利用太陽能降解污水中的有機染料。
[Abstract]:Environmental pollution is one of the severe challenges in today's society. Photocatalytic technology based on solar energy can effectively degrade pollutants, which is a new way to control environmental pollution at low cost and high efficiency. The problems faced by traditional photocatalytic materials include the narrow range of light response and low efficiency of photocatalytic reaction. In recent years, the development of new photocatalytic materials with visible light response activity is a hot topic in the field of photocatalysis. Solid solution photocatalytic material is made of two kinds of semiconductors to form solid solution. Its electronic structure is influenced by the composition of the solid solution, and the continuous tunability of the band gap can be realized by changing the composition. Among them, silver based solid solution photocatalyst has large absorption in visible light range, and has high photocatalytic activity and stability at the same time. It has great potential and application potential in the field of photocatalysis. In this paper, we introduce CH3COONa, Al (NO3) 3. 9H2O and Ga (NO3) 3. NH2O as raw materials, by changing the ratio of Al3+ to Ga3+, we prepare beta -NaAl1-xGaxO2 by sol-gel method, and then prepare the beta -AgAl1-xGaxO2 with continuous forbidden band width after cation exchange. And the preparation of SBA-15, CMK-3 template. Mesoporous beta -AgAl0.4Ga0.6O2 was prepared by impregnation method by using CMK-3 mesoporous carbon as the auxiliary template. By photochemical deposition, the beta -AgAl0.4Ga0.6O2 is loaded with noble metal Ag. The crystal structure and mesoscopic structure of the sample were measured by PANalytical Empyrean X ray diffractometer. The morphology and morphology of the samples were characterized by Hitachi S-4800 scanning electron microscope (SEM). The N2 absorption and desorption isotherms of mesoporous beta -AgAl0.4Ga0.6O2 were tested by ASAP2020 specific surface area analyzer. The UV spectra of the samples were measured by Hitachi U-3900 UV spectrophotometer. Then the band gap of the sample is calculated by the Kubelka-Munk formula. The fluorescence spectra of the samples were measured by the Hitachi F-7000 fluorescence spectrophotometer. A series of experimental results show that beta -AgAl1-xGaxO2 can continuously control the optical band gap by changing the composition of silver based solid solution, and expand the range of response to visible light. Thus the photocatalytic properties of the silver solid solution are improved. Mesoporous beta -AgAl0.4Ga0.6O2 improves the specific surface area of the solid solution of the silver based solid solution, and provides a possibility to further improve the photocatalytic activity. The load of precious metal Ag is also a feasible method to improve the photocatalytic performance. The photocatalytic performance of beta -AgA1-xGaxO2 was tested with methyl orange as the test object. The synthesized beta -AgAl1-xGaxO2 has good photocatalytic properties, and beta -AgAl0.2Ga0.8O2 has the best photocatalytic activity. The results show that by continuously regulating the band gap of the silver solid solution, the beta -AgAl1-xGaxO2 can effectively utilize the solar energy to degrade the organic dyes in the sewage.
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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本文編號：1341874