新型含銀類可見光催化劑的制備及其光催化性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展,環(huán)境污染日益嚴重,已經威脅到人們的健康。半導體光催化技術能夠利用太陽光使有機污染物礦化,從而在節(jié)約能源的條件下達到環(huán)境治理的目的。含銀類光催化劑是一類高效的可見光催化劑。但眾多的含銀無機鹽中只有少數(shù)研究了它們的光催化活性,且在該類光催化研究方面還存在光催化研究機理滯后的不足。針對這些問題,我們制備了兩種新型含銀類可見光催化劑:BiPO4/Ag3PO4復合光催化劑和Ag3AsO4光催化劑,并對這兩種新型可見光催化劑進行了活

2、性測試和相關表征,探索了這兩種催化劑的催化機理。具體工作如下:
　　(1)采用共沉淀法,在不同焙燒溫度下,以AgNO3、Bi(NO3)3?5H2O和NaH2PO4為原料合成了一系列不同BiPO4與Ag3PO4摻雜比例的BiPO4/Ag3PO4復合型光催化劑,采用紫外-可見漫反射、掃描電鏡、熒光等技術對所得光催化劑的光吸收區(qū)間、形貌、光致發(fā)光等性質進行了表征。結果顯示,這些光催化劑能吸收400-500nm波長的光,因此是一類新型的可

3、見光催化劑。通過對羅丹明B的可見光催化降解評價了該類光催化劑的活性。隨著摻雜比例的增大,光催化活性依次減弱;隨著焙燒溫度的升高,光催化活性先增強后減弱。焙燒溫度為350℃,BiPO4與Ag3PO4的摩爾百分比為5％的光催化劑活性最高,在40分鐘內可將200mL濃度為12mg/L的羅丹明B溶液完全降解。用EDTA-Na2、叔丁醇和對苯醌三種試劑對BiPO4/Ag3PO4復合光催化劑的催化機理進行了探究,結果顯示,光生空穴是BiPO4/Ag

4、3PO4氧化降解羅丹明B的主要活性物種。
　　(2)采用一種簡便的并流沉淀法制備出一種新型的Ag3AsO4可見光催化劑。利用紫外-可見漫反射、XRD、熒光、掃描電鏡等技術分別對光催化劑進行了表征。通過紫外-可見漫反射結果和相關公式計算了這種新型可見光催化劑的能帶結構。結果顯示,Ag3AsO4的吸收帶邊在730nm左右,能吸收大部分的可見光。光催化降解羅丹明B和甲基橙的活性結果表明,Ag3AsO4的光催化活性高于Ag3PO4和AgI

5、,且循環(huán)一次的Ag3AsO4表現(xiàn)出比新鮮制備的Ag3AsO4樣品更高的催化活性。用Na2-EDTA、叔丁醇以及對苯醌三種試劑分別對Ag3AsO4催化降解羅丹明B的機理進行了探索,發(fā)現(xiàn)光生空穴是起作用的主要活性物種。此外,還檢測了Ag3AsO4,Ag3PO4和AgI的BET比表面積,結果發(fā)現(xiàn)三者的比表面積都很小,而且相差不大,因此比表面積不是影響催化活性的主要因素。由以上研究結果可以得出結論,Ag3AsO4是一類新型、高效的可見光催化劑。