一維銀基半導(dǎo)體材料的制備及光催化性能研究.pdf

1、近年來，環(huán)境問題和資源短缺問題越來越得到人們的廣泛關(guān)注，而環(huán)境污染給我們的生活及健康帶來了更多消極影響，特別是水污染。目前常見的污水處理方法有物理吸附法，化學(xué)處理法和生物降解法，這些方法雖然也取得了一定成效，但是在應(yīng)用時也存在很大的缺陷，比如效率低，耗能比較高，處理周期長等而不能大規(guī)模應(yīng)用，這就決定了我們需要找一種綠色環(huán)保，節(jié)能，安全穩(wěn)定高效，且無二次污染的污水處理技術(shù)。在眾多污水處理技術(shù)中，光催化技術(shù)得到科研工作者們的普遍關(guān)注。光催化

2、技術(shù)主要是利用太陽光輻射半導(dǎo)體材料，半導(dǎo)體材料能有效降解污水中的污染物。該技術(shù)的主要部分是半導(dǎo)體催化劑材料。目前Ag基半導(dǎo)體材料由于具有特殊的性能在光催化領(lǐng)域獨樹一幟，得到了廣泛應(yīng)用。本文主要探究一系列一維Ag基化合物及復(fù)合材料的制備及光催化性能研究開展工作，從以下幾個方面進(jìn)行研究:
　　1.酸刻蝕陰離子交換法快速制備AgnX(X=S，Cl，PO4，C2O4)納米管及光催化性能研究
　　本章節(jié)主要闡述了一種快速制備一系列銀化

3、合物納米管的方法，比如Ag2S，AgCl，Ag3PO4，和Ag2C2O4。陰離子交換發(fā)生于無水有機(jī)溶劑中，反應(yīng)在室溫下10分鐘左右就可以完成。我們通過由Ag2CO3納米棒到一系列銀化合物的核殼結(jié)構(gòu)的變化過程證明酸刻蝕陰離子交換的過程。結(jié)果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的形貌可以通過改變酸的濃度和有機(jī)溶劑來調(diào)控，有機(jī)溶劑通過控制反應(yīng)物的擴(kuò)散速率在納米管的合成過程中也扮著重要的角色。結(jié)果證明制備的AgCl和Ag3PO4納米管具有優(yōu)異的降解有機(jī)污染物的性能，并同時

4、具有很好的光催化循環(huán)性能。
　　2.Z-型三元異質(zhì)復(fù)合材料Ag2CO3/Ag/AgBr的制備及其光催化性能研究
　　銀基化合物被認(rèn)為是高效可見光催化材料中一個新的一員。然而，這類催化劑材料比較容易腐蝕，導(dǎo)致其活性大大降低，所以尋找一種簡便可行的方法合成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，活性高的銀基異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)仍具有很大的挑戰(zhàn)。本工作，我們在室溫下先通過光還原再陰離子交換法合成了組分可調(diào)的一維Ag2CO3/Ag/AgBr三元異質(zhì)納米棒。制備的一維Ag

5、2CO3/Ag/AgBr三元異質(zhì)材料在可見光下具有更高的光催化活性和穩(wěn)定性。我們通過捕獲劑測試，進(jìn)一步探討了較高的活性和穩(wěn)定性的原因，并提出了Z-型可能的光催化機(jī)理。
　　3.三元異質(zhì)復(fù)合材料Ag2CO3/Ag/PANI的制備及其光催化性能研究
　　本工作中我們在室溫下先通過可見光照還原Ag2CO3納米棒使其表面長生少量Ag顆粒，再在納米棒表面沉積一種導(dǎo)電性好性能優(yōu)異的高分子材料聚苯胺(PANI)，使金屬化合物與高分子材料有