新型光催化劑的制備、表征及其光催化性能研究
本文關(guān)鍵詞:新型光催化劑的制備、表征及其光催化性能研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:Ag3PO4在可見光下具有良好的活性而被廣泛研究,但是Ag3PO4由于自身存在著一些缺陷,如在光催化過程中會水解、光敏化而造成Ag3PO4的不穩(wěn)定,導(dǎo)致了Ag3PO4在實(shí)際應(yīng)用方面的局限性。而AgBr在可見光區(qū)域下具有一定的光催化活性,但是AgBr的光催化活性有待提高。Ce02屬于常見的光催化劑,因其有價格合理和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用,但是Ce02在可見光下不響應(yīng),而太陽光中可見光占有很大部分,這樣限制了Ce02在實(shí)際中的應(yīng)用。本文采用超聲輔助法制備了復(fù)合型光催化齊(?)Ag3PO4/CeO2,并分別采用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外可見吸收光譜(UV-vis)、熒光光譜(PL)等表征手段對樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。通過在可見光下光催化降解亞甲基藍(lán)(MB)染料溶液來測試其光催化性能。結(jié)果表明,在300W的氙燈照射下,超聲波處理60min、復(fù)合比例為3:5的Ag3PO4/CeO2光催化效果最佳,復(fù)合后的催化劑材料比Ce02和Ag3PO4催化劑在光催化氧化活性性能上有了很大提高,反應(yīng)20min后,降解率均在95%以上;底物亞甲基藍(lán)溶液初始濃度越大,催化劑降解效率越差;復(fù)合型Ag3PO4/CeO2光催化劑在降解MB時表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性能。復(fù)合型Ag3PO4/CeO2光催化劑光催化降解MB時,羥基自由基·OH起主要作用,而其光催化劑活性增強(qiáng)的原因是Ag3PO4和CeO2的復(fù)合抑制了光生電子-空穴的重組,提高了在可見光下的光催化性能。本文還研究AgBr/CeO2復(fù)合型光催化劑。通過對AgBr/CeO2進(jìn)行X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外可見吸收光譜(UV-vis)與熒光光譜(PL)表征,得出AgBr/CeO2在可見光區(qū)域具有一定的響應(yīng)。在可見光下對RhB的光催化降解效果實(shí)驗(yàn)中,復(fù)合比例為3:5的AgBr/CeO2的降解效果最佳。在可見光下AgBr/CeO2對MB也有很好的光催化降解效率。通過對CeO2、AgBr和AgBr/CeO2進(jìn)行PL的表征,說明了經(jīng)過AgBr和Ce02復(fù)合后生成的AgBr/CeO2,在光催化反應(yīng)過程中所產(chǎn)生的光生電子-空穴得到了較好的轉(zhuǎn)移與分離,從而提升了在可見光下的催化活性。
【關(guān)鍵詞】:Ag_3PO_4/CeO_2 AgBr/CeO_2 超聲波輔助 可見光
【學(xué)位授予單位】:天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:O643.36
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 1 前言9-18
- 1.1 引言9-10
- 1.2 半導(dǎo)體光催化基本原理及影響因素10-12
- 1.2.1 光催化技術(shù)的基本原理10-11
- 1.2.2 影響光催化活性的因素11-12
- 1.3 半導(dǎo)體光催化劑的應(yīng)用12-14
- 1.3.1 環(huán)境污染治理方面12
- 1.3.2 光解水制氫應(yīng)用12-14
- 1.4 光催化劑的研究進(jìn)展14-15
- 1.5 超聲輔助法在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用15-16
- 1.6 本論文選題意義和主要內(nèi)容16-18
- 2 Ag_3PO_4/CeO_2光催化劑的制備及其光催化性能研究18-42
- 2.1 引言18-19
- 2.2 實(shí)驗(yàn)部分19-23
- 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器19
- 2.2.2 光催化劑的制備19-20
- 2.2.3 光催化降解實(shí)驗(yàn)20-21
- 2.2.4 吸光度與濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制21-23
- 2.3 光催化劑的表征23
- 2.3.1 X射線衍射(XRD)23
- 2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)23
- 2.3.3 紫外可見漫反射(UV-Vis absorption spectroscopy)23
- 2.3.4 熒光光譜(PL)23
- 2.3.5 掃描電子顯微鏡(SEM)23
- 2.4. 結(jié)果與討論23-40
- 2.4.1 Ag_3PO_4的制備方法23-25
- 2.4.2 超聲時間對Ag_3PO_4/CeO_2光催化性能的影響25-33
- 2.4.3 不同比例對Ag_3PO_4/CeO_2光催化性能的影響33-34
- 2.4.4 不同反應(yīng)條件對Ag_3PO_4/CeO_2光催化性能的影響34-37
- 2.4.5 Ag_3PO_4/CeO_2光催化降解羅丹明B(RhB)結(jié)果分析37-38
- 2.4.6 Ag_3PO_4/CeO_2復(fù)合光催化劑的循環(huán)實(shí)驗(yàn)分析38-39
- 2.4.7 Ag_3PO_4/CeO_2復(fù)合光催化劑光催化降解MB的機(jī)理研究39-40
- 2.5 本章小節(jié)40-42
- 3 AgBr/CeO2復(fù)合型光催化劑的合成、表征及性能研究42-56
- 3.1 引言42
- 3.2 實(shí)驗(yàn)部分42-44
- 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器42-43
- 3.2.2 光催化劑的制備43-44
- 3.2.3 光催化降解實(shí)驗(yàn)44
- 3.3 表征方法44-45
- 3.3.1 X射線衍射(XRD)44
- 3.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)44
- 3.3.3 紫外可見漫反射(UV-Vis absorption spectroscopy)44
- 3.3.4 熒光光譜(PL)44-45
- 3.4 結(jié)果與討論45-54
- 3.4.1 X射線衍射(XRD)表征分析45
- 3.4.2 透射電子顯微鏡(TEM)表征分析45-46
- 3.4.3 紫外可見漫反射(UV-Vis)表征分析46-47
- 3.4.4 熒光光譜(PL)表征分析47-48
- 3.4.5 AgBr/CeO_2光催化性能研究48-53
- 3.4.6 AgBr/CeO_2復(fù)合型光催化劑的光催化降解機(jī)理研究53-54
- 3.5 本章小結(jié)54-56
- 4 結(jié)論與展望56-58
- 4.1 結(jié)論56-57
- 4.2 展望57-58
- 5 參考文獻(xiàn)58-65
- 6 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況65-66
- 7 致謝66
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