论文部分内容阅读
随着医疗行业的迅速发展,对抗生素类药品的使用量也在不断增加,导致各种有机污染物流入环境中,危害人类健康。因此,四环素类抗生素在环境中的去除是目前一个迫切的研究课题。半导体光催化剂作为绿色环保的新兴材料在近年来已被广泛应用于光催化技术,目前已经开发了不同的材料体系。然而大多数半导体光催化剂是粉状材料。因为粉状材料具有难以回收、二次污染和阳光利用不足等缺点,所以障碍了其实际应用。研究人员发现在低密度轻质材料上负载光催化剂成为了解决这些问题的主要方法。存在于气液两相交界处的光热催化剂可以更充分的吸收太阳光,从而产生更多的光致激发电子空穴对和热量。因此,通过水热原位生长法结合超声辅助策略成功制备一种负载了Bi2S3@Ag2S异质结的碳纤维布。该催化剂不仅可以漂浮在水面上,而且还可以降解低温水体中的多种污染物。
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。
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。