Ag-AgX-TiO2(X=Br,Cl)等離子復(fù)合納米材料的制備及應(yīng)用.pdf

1、TiO2作為一種價(jià)格低廉、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、無(wú)毒、可反復(fù)利用的半導(dǎo)體材料被研究者廣泛研究。但是，TiO2卻只能被紫外光激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，進(jìn)而產(chǎn)生光催化反應(yīng)。在太陽(yáng)光的組成成分中，紫外光僅僅占到5％左右，也就是說(shuō)，當(dāng)半導(dǎo)體的禁帶寬度較大（大于3.1eV）時(shí)，就不能有效的利用太陽(yáng)能和人造的可見(jiàn)光源，因此TiO2半導(dǎo)體的量子產(chǎn)率偏低。為了克服半導(dǎo)體的這一弱點(diǎn)，發(fā)展新型可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)高效光催化劑也一直是光催化研究者的研究目標(biāo)。
　　近來(lái)，銀基

2、半導(dǎo)體光催化劑基于其表面等離子體共振效應(yīng)而受到越來(lái)越多人關(guān)注，尤其是Ag/AgX(X=Cl,Br)型催化劑，因其出色的光催化能力在很多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，并且受到研究者的深入研究。我們通過(guò)一系列的制備實(shí)驗(yàn)將其均勻的負(fù)載在TiO2納米纖維上，并通過(guò)控制實(shí)驗(yàn)條件控制納米顆粒的大小和形貌，不僅解決了Ag/AgX的團(tuán)聚問(wèn)題，同時(shí)，Ag/AgX的負(fù)載也對(duì)TiO2產(chǎn)生有效的表面修飾作用。利用Ag納米顆粒的表面等離子體共振效應(yīng)，Ag-AgX/TiO2的異

3、質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)和Ag、AgX和TiO2三者協(xié)同作用，增強(qiáng)了體系對(duì)可見(jiàn)光的吸收、加速了光生電子和空穴對(duì)的分離，極大程度增強(qiáng)了催化劑的催化效率。
　　在本實(shí)驗(yàn)中，我們利用靜電紡絲制備的TiO2納米纖維作為模板，通過(guò)離子交換法和光致還原法合成了一系列可見(jiàn)光響應(yīng)的Ag-AgX/TiO2（X=Br,Cl）型表面等離子共激振光催化劑。利用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線光電子能譜、紫外-可見(jiàn)光譜等一系列測(cè)試手段分析表征所制備的催化

4、劑的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和性能。采用實(shí)驗(yàn)制備催化劑降解亞甲基藍(lán)以及苯酚的降解率衡量催化劑的實(shí)驗(yàn)效果。結(jié)果表明，Ag-AgX/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光催化劑催化效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于純TiO2和Ag-AgX粉末，通過(guò)對(duì)催化機(jī)理的分析，可能的解釋是通過(guò)光致還原將AgX表面部分的Ag+還原成Ag，利用貴金屬Ag的表面等離子共激振效應(yīng)以及Ag、AgX、TiO2之間的協(xié)同作用可以增強(qiáng)體系對(duì)可見(jiàn)光的吸收，同時(shí)以TiO2納米纖維為模板大大提高了催化劑體系的比表面積，促進(jìn)了