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(huì)的發(fā)展,環(huán)境污染日益嚴(yán)重,已經(jīng)威脅到人們的健康。半導(dǎo)體光催化技術(shù)能夠利用太陽(yáng)光使有機(jī)污染物礦化,從而在節(jié)約能源的條件下達(dá)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(wú)機(jī)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(jī)理滯后的不足。針對(duì)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(fù)合光催化劑和Ag3AsO4光催化劑,并對(duì)這兩種新型可見光催化劑進(jìn)行了活

2、性測(cè)試和相關(guān)表征,探索了這兩種催化劑的催化機(jī)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(fù)合型光催化劑,采用紫外-可見漫反射、掃描電鏡、熒光等技術(shù)對(duì)所得光催化劑的光吸收區(qū)間、形貌、光致發(fā)光等性質(zhì)進(jìn)行了表征。結(jié)果顯示,這些光催化劑能吸收400-500nm波長(zhǎng)的光,因此是一類新型的可

3、見光催化劑。通過(guò)對(duì)羅丹明B的可見光催化降解評(píng)價(jià)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(qiáng)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(nèi)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(duì)苯醌三種試劑對(duì)BiPO4/Ag3PO4復(fù)合光催化劑的催化機(jī)理進(jìn)行了探究,結(jié)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(jiǎn)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(shù)分別對(duì)光催化劑進(jìn)行了表征。通過(guò)紫外-可見漫反射結(jié)果和相關(guān)公式計(jì)算了這種新型可見光催化劑的能帶結(jié)構(gòu)。結(jié)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(jié)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(duì)苯醌三種試劑分別對(duì)Ag3AsO4催化降解羅丹明B的機(jī)理進(jìn)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(cè)了Ag3AsO4,Ag3PO4和AgI的BET比表面積,結(jié)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(jié)果可以得出結(jié)論,Ag3AsO4是一類新型、高效的可見光催化劑。