多功能Bi2S3@Ag2S/CC光催化剂的制备及性能研究

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  论文重点研究了以下内容:
  (1)采用水热法制备了Bi2S3纳米球,随后通过原位生长法将Ag2S均匀的包裹在Bi2S3的表面上,制成3D纳米核壳结构的Bi2S3@Ag2S异质结。通过常用的表征方法研究了所制备样品的晶相结构、元素形态和形貌特征。将四环素作为主要污染物,通过调控不同的影响因素,确定了在pH值为7,污染物浓度为10mg/L,Bi2S3@Ag2S用量为50mg时,能够实现对污染物最佳的光催化降解效果。Bi2S3@Ag2S异质结的成功制备不仅使原光催化剂的光响应范围被增强,而且有利于提高光催化和光热性能。纳米异质结已经增强了其对全光谱的吸收,有利于提高光催化光热性能。对Bi2S3@Ag2S纳米异质结进行了自由基的猝灭实验,探究了其在光催化过程中的主要活性因子。实验结果证明了异质结对多种污染物均表现出了很好的光催化活性。异质结的形成不仅提高了原有催化剂的光催化效率,还增强了光催化剂本身的稳定性。
  (2)使用超声辅助方法成功将Bi2S3@Ag2S负载在了碳布的表面,制备出了自漂浮宽光谱响应的光催化剂。通过常用的表征方法研究了所制备样品的晶相结构、元素形态、表面升温速率、光电特性和形貌特征。将四环素作为主要污染物,通过改变催化剂的种类、初始污染物的浓度、光强度等因素研究光催化效率的变化。自浮式碳纤维布作为基材,不仅吸收了转换为热能的太阳光,而且有利于催化剂的循环利用。最后探究了自漂浮纳米Bi2S3@Ag2S/CC(Carbon fiber cloth)光催化剂的降解原理。确定了超氧自由基和氧空穴是催化剂最主要的活性物质。
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