本文選題：Ag_3PO_4　切入點(diǎn)：Bi_2WO_6/Ag_3PO_4　出處：《河南師范大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著社會(huì)的快速發(fā)展,環(huán)境污染問題越來越不能被忽視。半導(dǎo)體光催化技術(shù)因其操作簡單、反應(yīng)條件溫和、污染物去除率高、能耗低、綠色環(huán)保而被廣泛用于解決環(huán)境污染與能源短缺等方面。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體材料TiO2化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、催化活性高、環(huán)境友好、成本低廉,但其禁帶寬度較寬,只具有紫外光催化活性,無可見光催化活性,對(duì)太陽光利用率低,量子效率很低。盡管對(duì)其進(jìn)行改性,但是由于它自身的缺陷,依然限制了它的實(shí)際應(yīng)用。新型光催化材料Ag_3PO_4,禁帶寬度窄,對(duì)可見光有強(qiáng)吸收,量子效率達(dá)到90%以上,成為光催化材料研究的熱點(diǎn)。但是,Ag_3PO_4微溶于水,易發(fā)生光腐蝕現(xiàn)象,且其成本高昂。針對(duì)此問題,本文主要采用半導(dǎo)體復(fù)合對(duì)Ag_3PO_4進(jìn)行改性,主要內(nèi)容如下:(1)利用水熱法合成純Bi_2WO_6、純Ag_3PO_4和一系列Bi_2WO_6/Ag_3PO_4。利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、紫外-可見漫反射(UV-Vis DRS)、熒光(PL)等測(cè)試手段對(duì)其形貌結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能進(jìn)行研究,并在可見光照射下催化降解羅丹明B(RhB)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:所制備的Bi_2WO_6/Ag_3PO_4光催化性能均優(yōu)于單一相Bi_2WO_6和Ag_3PO_4,且摩爾比n(Bi_2WO_6/Ag_3PO_4)為0.3、pH為7.0、水熱反應(yīng)時(shí)間為12 h、水熱溫度為180℃條件下合成的Bi_2WO_6/Ag_3PO_4的光催化效果最佳,在30 min內(nèi)RhB降解率高達(dá)96.0%,而在相同光催化反應(yīng)條件下,純Bi_2WO_6和Ag_3PO_4對(duì)RhB的降解率分別是21.3%和24.7%;且表觀反應(yīng)速率常數(shù)K分別是純Bi_2WO_6和Ag_3PO_4的31倍和40倍,反應(yīng)速率加快;Bi_2WO_6/Ag_3PO_4對(duì)RhB循環(huán)降解4次后,降解率仍可達(dá)到83.1%,表明Bi_2WO_6/Ag_3PO_4的穩(wěn)定性好;h+和·O2-自由基是Bi_2WO_6/Ag_3PO_4光催化降解過程中產(chǎn)生的主要活性物;UV-Vis DRS圖譜揭示復(fù)合后的催化劑對(duì)可見光的吸收范圍擴(kuò)寬,從而提高了可見光催化活性;PL圖譜揭示復(fù)合后的催化劑光生載流子壽命延長,從而光催化活性增強(qiáng)。(2)通過一步水熱法合成出純Ag_3PO_4、純BiPO4以及BiPO4/Ag_3PO_4復(fù)合材料,并以SEM、XRD、PL、UV-vis DRS等為表征手段研究催化劑的結(jié)構(gòu)及性能。利用可見光催化降解羅丹明B(RhB)的效率評(píng)價(jià)催化劑的可見光催化性能。結(jié)果表明:BiPO4/Ag_3PO_4復(fù)合材料的最佳合成條件是摩爾比n(BiPO4/Ag_3PO_4)為0.1、pH為5.0、水熱溫度為180℃、水熱時(shí)間為12 h,且在光照時(shí)間為20 min時(shí)RhB的降解率即達(dá)93.1%,是純BiPO4、純Ag_3PO_4的4.7倍和4.6倍;將BiPO4/Ag_3PO_4循環(huán)使用4次后,RhB的降解率仍在84.6%,證明其穩(wěn)定性好;h+、·O2-和·OH均參與了BiPO4/Ag_3PO_4的光催化降解反應(yīng),其中,h+和·O2-起主要作用;UV-vis DRS和PL圖譜表明,半導(dǎo)體復(fù)合改性不僅擴(kuò)寬了對(duì)可見光的響應(yīng)范圍,而且促進(jìn)了光生電子-空穴對(duì)的有效分離,從而提高其光催化活性。(3)以AgNO_3、Na2HPO4.12H2O等為主要原料,利用水熱法在不同pH、不同水熱時(shí)間t和不同水熱溫度T條件下制備出一系列的Ag_3PO_4催化劑,并研究這些因素對(duì)Ag_3PO_4光催化性能的影響。通過XRD、SEM、PL等測(cè)試來研究Ag_3PO_4的結(jié)構(gòu)與性能。通過在可見光下降解RhB來了解其可見光催化性能,發(fā)現(xiàn)在水熱時(shí)間為12 h、水熱溫度為180℃、pH為7.0時(shí)的Ag_3PO_4光催化活性最高。
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【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O643.36;O644.1;TB332

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊紹維;李俊蓉;趙高禹;;具有增強(qiáng)可見光光催化活性的ZnFe_2O_4/Ag_3PO_4復(fù)合材料的簡便制備與表征[J];山東化工;2017年04期

2 徐e，

本文編號(hào)：1568159