基于磷酸银光催化材料的制备及其催化性能研究

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全球经济发展带来了两大问题,即环境污染和能源危机。如何有效解决这两个问题已成为全社会关注的问题,也是科学研究领域需要解决的关键问题。有机污染物是污染环境水资源的最重要途径之一。其中,有机染料和持久性有机污染物(POPs)可以长期存在,并对人类健康和生态产生不利影响。半导体光催化技术在上个世纪蓬勃发展,由于半导体光催化剂效率高、制备简单、稳定性高、二次污染少,已广泛应用于制氢、废水处理和空气净化等领域。水是生命之源。对环境水中的无机污染物、有机污染物和重金属离子的处理具有十分重要的意义。然而,传统的处理方式或多或少存在一些问题。也不符合绿色化学的理念。半导体光催化技术操作简单,产品不会造成二次污染,污染物处理快速高效。并且使用无尽的太阳能驱动,在环保和能源领域有很大的研究价值。本论文的工作可以归结为以下部分::1.在这项工作中,我们采用水热法合成了一种新型的Bi OCl/Ag3PO4(BAP)纳米复合材料。BAP对罗丹明B(Rh B)、亚甲基橙(MO)、甲基蓝(MB)、孔雀石绿(MG)和4-氯苯酚(4-CP)等有机污染物的光催化降解能力高于单独的两种组分Bi OCl和Ag3PO4。提高的光催化活性归因于BAP的高比表面积、高光生电子空穴分离效率和有效电荷转移。活性氧(ROS)捕获试验和电子顺磁共振(ESR)光谱证实,超氧自由基(·O2-)、空穴(h+)和光电子(e-)在光催化去除这些有机污染物中起着重要作用。2.在上个工作中复合材料的比表面积过小,吸附效果微弱。因此寻找一个能够增大比表面积的同时,还可以改善光催化效果的材料与磷酸银复合是很有必要的。因此我们将目标放到MOF材料上,并在此工作中,我们通过简单的水热法制备出了MIL-101(Cr)/Ag3PO4异质结光催化材料。利用XRD、FTIR、SEM等对样品的结构组分和形貌进行了一系列的表征,还利用了光电化学测试了解了样品的光学性质,并且通过可见光下降解Rh B实验评估了所制备的MIL-101(Cr)/Ag3PO4异质结的光催化性能,相比较于纯的Ag3PO4,MIL-101(Cr)/Ag3PO4异质结表现出更加优秀的光催化活性。随后我们还对Rh B的降解条件进行了一系列的优化实验,并对MIL-101(Cr)/Ag3PO4异质结可见光降解Rh B的机理进行了更为深入的探讨。
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