Nb2O5基微米纖維的制備及其光催化性能研究.pdf

1、半導體光催化在污染治理方面引起了人們廣泛的關注。Nb2O5是近年來發(fā)現(xiàn)的一種新型的半導體光催化劑，其禁帶寬度大約為3.2 eV，只能吸收紫外光，限制其對太陽光的有效利用。為進一步提高Nb2O5光催化性能，本論文中以棉花為模板制備不同晶型微米Nb2O5纖維以及改性的Nb2O5纖維復合催化劑，探討了其物理化學性能及光催化性能。本文的主要研究內(nèi)容與取得的結果如下：
　　第一部分：采用傳統(tǒng)的浸漬方法，以棉花纖維為模板制備出不同晶體結構的六

2、方相的Nb2O5(H-Nb2O5)和正交相的Nb2O5(H-Nb2O5)光催化劑。研究發(fā)現(xiàn)該催化劑是微米級空心纖維且管壁呈多孔狀，此種結構有助于提高催化劑的比表面積。在紫外光下降解染料亞甲基藍(MB)的研究表明：75％ H-Nb2O5和25% O-Nb2O5混合相的催化性能優(yōu)于單純的H-Nb2O5、O-Nb2O5以及其它比列混合相催化劑。較高的光催化活性主要是由于混合催化劑對亞甲基藍(MB)吸附、氧化能力和對光吸收范圍等優(yōu)化的結果。此外

3、，較大尺寸微米Nb2O5催化劑還具有易于回收的優(yōu)點。
　　第二部分：通過對上述方法的改進制備出比表面積更大的微米Nb2O5空心纖維。然后采用共沉淀的方法，將Ag3PO4沉積在微米Nb2O5纖維表面制備出了Ag3PO4/Nb2O5纖維復合光催化劑。改進方法制備的Nb2O5纖維表面形成很多皺褶，增加催化劑表面粗糙度，從而提高微米Nb2O5纖維的比表面積。此外，這種粗糙的表面有利于Ag3PO4成核，有效地減小Ag3PO4的顆粒尺寸。在模

4、擬太陽光下降解染料羅丹明B(RhB)的實驗研究表明：摩爾比1:1的Ag3PO4/Nb2O5纖維復合催化劑表現(xiàn)出高于單純的Ag3PO4顆粒及其它比例混合相催化劑。分析表明：Ag3PO4沉淀在Nb2O5表面上形成的異質結結構促進了光生電子(e-)和空穴(h+)的分離，從而提高光催化活性。循環(huán)試驗表明：微米級的Ag3PO4/Nb2O5纖維復合催化劑具有較好的結構穩(wěn)定性和光催化活性。此外，微米級的Ag3PO4/Nb2O5纖維復合催化劑易于回收，