Cu2O基復(fù)合材料的制備及光催化性能研究.pdf

1、工業(yè)廢水中含有對(duì)環(huán)境污染的物質(zhì)，利用光催化可以降解污染物。Cu2O的禁帶寬度為2.2eV，其電子容易躍遷，在可見(jiàn)光條件下降解污染物中的有機(jī)物。由于Cu2O的電子空穴復(fù)合率較高，影響其光催化效率。若Cu2O與其他材料進(jìn)行復(fù)合，能夠減小其電子空穴復(fù)合率，從而提高光催化性。因此，本論文采用化學(xué)還原法制備Cu2O基復(fù)合材料，用有機(jī)染料亞甲基藍(lán)(MB）、甲基橙(MO)和苯酚模擬污染物，通過(guò)形貌分析、光催化性能測(cè)試，揭示Cu2O基復(fù)合材料的光催化機(jī)

2、理，從而達(dá)到用Cu2O基復(fù)合材料降解MO、MB和苯酚的目的。
　　在可見(jiàn)光照射條件下，Cu2O導(dǎo)帶(CB)光激發(fā)電子移至Au(或Ag)和rGO上，這些電子能夠被O2捕獲，形成超氧負(fù)離子(·O2-)，超氧負(fù)離子具有強(qiáng)氧化性，能夠分解染料分子，同時(shí)Cu2O價(jià)帶的光生空穴(h+)也能夠氧化染料分子。根據(jù)以上光催化降解原理利用Cu2O基復(fù)合材料降解有機(jī)染料分子。
　　采用化學(xué)還原法制備Cu2O基復(fù)合材料，以CuCl2·2H2O為銅源

3、，首先通過(guò)Cu+與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)，形成Cu(OH)2-4絡(luò)合物，然后以抗壞血酸為還原劑，將Cu(OH)2-4絡(luò)合物還原形成Cu2O。將HAuCl4、AgNO3或GO溶液分別添加到Cu2O溶液中，制備出Au-Cu2O、Ag-Cu2O和Ag-Cu2O/rGO復(fù)合材料料。利用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)及X射線光電子能譜(XPS)分析Cu2O基復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，并測(cè)試Cu2O基復(fù)合材料對(duì)有機(jī)

4、染料MB、MO和苯酚的光催化降解性能。
　　通過(guò)微觀形貌表征發(fā)現(xiàn)Au和Ag納米粒子沉積在Cu2O晶體表面，形成Au-Cu2O和Ag-Cu2O復(fù)合材料。此外，Ag-Cu2O納米粒子沉積在rGO上形成Ag-Cu2O/rGO復(fù)合材料。通過(guò)測(cè)試Cu2O基復(fù)合材料對(duì)MB、MO和苯酚的光催化降解，其研究結(jié)果表明添加25.0mM的HAuCl4溶液的Au-Cu2O復(fù)合材料在光催化降解100min后，對(duì)MO的降解效率達(dá)到93.5％。添加5.0mM的

5、溶液的Ag-Cu2O復(fù)合材料在可見(jiàn)光照射120min后，對(duì)MB的降解效率達(dá)到98.3％。Ag-Cu2O/rGO復(fù)合材料在可見(jiàn)光照射60min后，對(duì)MO的降解效率為98.2％;在可見(jiàn)光照射210min后，對(duì)苯酚的降解效率為96.8％。
　　總之，Cu2O基復(fù)合材料具有較好的光催化性能。Au-Cu2O對(duì)MO降解率為93.5％，Ag-Cu2O對(duì)MB降解率為98.3％。Ag-Cu2O/rGO對(duì)MO的降解率為98.2％，對(duì)苯酚的降解率為96