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1、隨著解決環(huán)境污染日益迫切的需求,半導(dǎo)體光催化降解技術(shù)受到了人們廣泛的關(guān)注。然而,低的量子效率和太陽(yáng)能利用率等因素制約了多數(shù)半導(dǎo)體的光催化應(yīng)用。因此,設(shè)計(jì)合成新型高效光催化材料仍是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。具有光催化活性的層狀化合物可剝離為二維納米片層,作為構(gòu)筑基元與各種客體形成復(fù)合異質(zhì)結(jié),能夠有效地拓展材料的光譜響應(yīng)范圍,抑制載流子的快速?gòu)?fù)合,提高材料的光催化效率,因此廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體光催化領(lǐng)域。
鈷鋁水滑石(CoAl-LDH)是一種陰
2、離子型層狀化合物,可剝離為帶正電荷的納米片層,能夠與其它合適的半導(dǎo)體復(fù)合,具有較高的可見(jiàn)光催化活性。本文選用CoAl-LDH為研究對(duì)象,采用剝離–重組法,將帶正電的LDHs納米片層分別與帶負(fù)電的CdS納米顆粒、TiNbO5-納米片層和Ti3O72-納米片層復(fù)合,利用靜電作用自組裝構(gòu)筑了介孔復(fù)合材料。采用XRD,SEM,TEM,PL,UV-vis DRS,XPS,N2等溫吸附–脫附曲線(xiàn)及光電化學(xué)測(cè)試等多種手段對(duì)材料進(jìn)行了表征,通過(guò)測(cè)定材料
3、在可見(jiàn)光下對(duì)目標(biāo)污染物的降解效率來(lái)評(píng)價(jià)光催化活性,并研究了相應(yīng)的光催化作用機(jī)制。
?。?)CdS/CoAl-LDH柱撐復(fù)合材料的制備與表征。將剝離的LDHs片層與CdS顆粒溶膠混合,制備出CdS柱撐的CdS/CoAl-LDH復(fù)合材料。該材料為介孔結(jié)構(gòu),比表面積為62m2·g-1,層間通道高度2.14nm。在可見(jiàn)光照射下,復(fù)合材料對(duì)酸性紅染料具有較高的催化活性,180min內(nèi)降解90%,是CoAl-LDH和CdS的2倍多。同時(shí),復(fù)
4、合材料展現(xiàn)出良好的光催化循環(huán)穩(wěn)定性。
?。?)CoAl-TiNbO5間層復(fù)合材料的制備與表征。以窄帶隙半導(dǎo)體CoAl-LDH和寬帶隙半導(dǎo)體HTiNbO5剝離的納米片層作為構(gòu)筑基元,形成了片層相間堆積的復(fù)合材料。該材料為多級(jí)介孔結(jié)構(gòu),比表面積增大為46m2·g-1,兩組分間緊密接觸,具有較強(qiáng)的電子耦合效應(yīng),拓寬了光響應(yīng)范圍,加速了載流子的傳導(dǎo)分離。CoAl-TiNbO5復(fù)合材料對(duì)酸性紅染料的催化活性分別是CoAl-LDH和HTiN
5、bO5的3.2倍和17.8倍,光催化循環(huán)穩(wěn)定性良好。
?。?)CoAl-Ti3O7間層復(fù)合材料的制備與表征。CoAl-LDH和H2Ti3O7納米片層靜電作用自組裝得到CoAl-Ti3O7復(fù)合材料,兩組分緊密結(jié)合,無(wú)序堆積形成類(lèi)卡片房式結(jié)構(gòu),孔徑出現(xiàn)多級(jí)分布,比表面積增大為67m2·g-1。在增大的比表面積和兩者形成的Z型異質(zhì)結(jié)協(xié)同效應(yīng)下,CoAl-Ti3O7復(fù)合材料對(duì)羅丹明B的可見(jiàn)光催化降解效率分別是CoAl-LDH和H2Ti3
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