Ag6Si2O7-蒙脫石復合光催化劑的制備及其光催化降解有機污染物的研究.pdf

1、近年來，銀系光催化劑因其高的可見光催化活性，因而在光催化降解有機污染物方面引起了人們的廣泛關(guān)注。然而，銀系催化劑較小的比表面積，使其對低濃度污染物的富集作用較弱，從而導致其光催化效率較低，限制了其在實際中的進一步應用。人們研究發(fā)現(xiàn)，銀系催化劑與粘土復合后，利用銀系催化劑較大的可見光響應范圍提高復合催化劑的太陽光利用率，以及粘土的結(jié)構(gòu)特性增大復合催化劑與污染物的接觸面積，能夠達到提高復合光催化劑催化活性的目的。本課題以來源廣、成本低廉的蒙

2、脫石為載體，研究了銀系催化劑硅酸銀（Ag6Si2O7）/與蒙脫石的復合制備、基本物理化學特征及其光催化降解水溶液中酸性紅 G（ARG）和常見室內(nèi)空氣污染物甲醛的性能和機理，具體研究內(nèi)容如下：
　　以 AgNO3、NaSiO3·9H2O和蒙脫石為原料，通過簡單的原位離子沉淀法合成了Ag6Si2O7和Ag6Si2O7/蒙脫石復合光催化劑。采用多種測試手段對所制備催化劑的結(jié)構(gòu)、組成、形貌特征、表面特征以及光吸收性能等進行了研究。XRD分

3、析結(jié)果表明，成功地合成了Ag6Si2O7/蒙脫石復合光催化劑，且Ag6Si2O7部分附著在蒙脫石表面，另一部分進入到蒙脫石的層間；UV-Vis DRS分析結(jié)果顯示，Ag6Si2O7/蒙脫石復合光催化劑的吸收邊隨著Ag6Si2O7含量增加不斷紅移，證明其在可見光區(qū)域有較好的光吸收能力；TG-DSC分析結(jié)果表明，復合光催化劑具有良好的熱穩(wěn)定性。
　　在可見光照射下，通過一系列光催化降解實驗，研究了復合光催化劑對水溶液中ARG和常見室內(nèi)

4、空氣污染物甲醛的可見光催化降解性能。結(jié)果表明，與單純的蒙脫石和 Ag6Si2O7相比，復合催化劑的可見光催化性能得到了明顯的提高?？梢姽庹?0 min，復合光催化劑對水溶液中ARG的降解率即可達到90％。對常見室內(nèi)空氣污染物甲醛的降解實驗表明，在可見光照射下，復合光催化劑能在270 min內(nèi)將約60%的甲醛氣體完全礦化為CO2，證明復合光催化劑對氣體污染物也有一定的催化降解效果。對復合光催化劑催化降解水溶液中ARG的動力學研究證明，其光

5、催化降解過程遵循一級反應動力學?；诠獯呋到鈱嶒灲Y(jié)果，結(jié)合化學熒光分析法和自由基捕獲實驗，研究了 Ag6Si2O7/蒙脫石復合催化劑可見光催化降解水溶液中ARG的機理。結(jié)果表明，光催化降解過程中的主要活性基團是超氧根自由基和空穴；半導體光催化劑 Ag6Si2O7與蒙脫石的復合加快了電子的轉(zhuǎn)移，抑制了光生電子空穴對的復合，從而增強了其可見光催化活性。
　　相對于單純的銀系光催化劑，Ag6Si2O7/蒙脫石復合光催化劑具有成本低廉、