碳酸銀基復(fù)合光催化劑的制備及光催化性能研究.pdf

1、TiO2、ZnO等傳統(tǒng)光催化劑屬于紫外光響應(yīng)型的，無法利用占太陽光能量50～60％的可見光，因此對太陽能的利用率非常低。研發(fā)高光催化活性、高穩(wěn)定性的可見光響應(yīng)催化材料在環(huán)境處理和能源轉(zhuǎn)化中具有更廣泛的應(yīng)用價值。銀基半導(dǎo)體具有良好的可見光響應(yīng)性能，但是，它普遍存在易發(fā)生光化學(xué)腐蝕而導(dǎo)致穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。針對銀基半導(dǎo)體的特點(diǎn)，本文做了較系統(tǒng)地研究。首先提出利用Ag2CO3和寬禁帶的TiO2進(jìn)行耦合，利用兩者的能帶匹配性，提高光生電子-空穴對的

2、分離，制備了高光催化活性的Ag2CO3/TiO2異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑；其次，將Ag2CO3和窄禁帶的AgX(Cl，Br，I)耦合形成異質(zhì)結(jié)，大幅度提高其光催化性能和穩(wěn)定性；最后，利用氧化石墨烯GO、石墨烯GR優(yōu)異的電子傳導(dǎo)性能，設(shè)計(jì)了GO/Ag2CO3和GR/Ag2CO3等光催化劑。主要研究內(nèi)容如下：
　　1、以TiO2為原料，通過簡單沉淀法合成了Ag2CO3/TiO2異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑，研究了紫外光、可見光下光催化降解甲基橙來評價

3、其光催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Ag2CO3/TiO2異質(zhì)結(jié)光催化劑的光催化活性明顯要高于純Ag2CO3和TiO2。能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算說明了Ag2CO3和TiO2之間有相互匹配的電勢，兩者之間可以形成異質(zhì)結(jié)的結(jié)構(gòu)，能夠有效地促進(jìn)光生電子(e-)與空穴(h+)對的分離和抑制e-和h+對的復(fù)合，從而提高了TiO2光催化活性和拓寬了其光譜響應(yīng)范圍。
　　2、對Ag2CO3光催化劑本身進(jìn)行了半導(dǎo)體耦合構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)的改性研究，通過共沉淀法合成了AgX(C

4、l，Br，I)/Ag2CO3異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑，并對制備好的樣品應(yīng)用XRD、SEM、TEM、XPS和UV-vis DRS等表征手段進(jìn)行了分析，考察了光催化降解甲基橙的影響和穩(wěn)定性測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑顯示出極其高的光催化活性和穩(wěn)定性。最后，探討了AgX(Cl，Br，I)/Ag2CO3異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑提高光催化活性的機(jī)理。
　　3、對Ag2CO3光催化劑本身進(jìn)行了氧化石墨烯GO、石墨烯GR摻雜的改性研究，通過超聲沉