大孔树脂负载金属/共轭聚合物光催化剂研究

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光催化剂的比表面积及活性位点数目是影响其光催化活性的重要因素。本文以磺化聚苯乙烯大孔树脂(SCR)及多孔SiO2为载体制备复合光催化剂,系统考察了制备条件对复合光催化剂的结构及性能的影响规律。以硝酸银、聚氯乙烯(PVC)和SCR为原料,通过溶液浸渍和原位气相还原法制备了一种具有可见光驱动的Ag/CPVC/SCR复合光催化剂。利用XRD、TEM、FTIR、EDS及Mapping、BET、DRS、EIS、PL系统地表征了Ag/CPVC/SCR复合光催化剂的结构、形貌和光电性能。结果表明,SCR可显著提高CPVC的比表面积,复合光催化剂表面的纳米Ag可显著提高对可见光的吸收和光生电子与空穴的分离效果。以对硝基苯酚为模型反应物,评价了Ag/CPVC/SCR的光催化还原活性。结果表明,Ag1%/CPVC1%/SCR的光反应速率是暗反应的1.96倍,是Ag1%/SCR光反应速率的2.49倍。SCR较大的比表面积更有利于其表面CPVC的可见光吸收增加,进而使更多光生电子从CPVC转移到Ag纳米颗粒,因此Ag1%/CPVC1%/SCR具有较高的光催化活性。考察了还原时间对Ag1%/CPVC1%/SCR光催化活性的影响,当还原时间为50h时,Ag1%/CPVC1%/SCR表现出最佳的光催化活性,同时对Ag1%/CPVC1%/SCR的光催化机理进行了讨论。以乙酸铜、丙烯腈、SCR为主要原料,通过溶液浸渍和原位液相还原法制备了Cu/CPAN/SCR复合可见光催化剂。表征结果表明,复合光催化剂表面的纳米Cu可显著提高CPAN中光生电子与空穴的分离效果,在光照条件下,Cu/CPAN/SCR具有优异的对界面电子迁移的能力。以对硝基苯酚为模型反应物的光催化实验结果表明,CPAN的加入可显著提高Cu/SCR的光催化活性,当Cu含量为0.5%、还原时间为60min时,Cu/CPAN/SCR表现出最佳的光催化活性,并探讨了其光催化机理。以乙酸铜、丙烯腈、PVC、多孔SiO2为主要原料,通过溶液浸渍和原位液相还原法制备了Cu/SiO2、Cu/CPVC/SiO2、Cu/CPAN/SiO2三种催化剂。以对硝基苯酚为模型反应物的光催化实验发现,CPVC和CPAN均可显著提高Cu/SiO2的光催化活性,Cu0.1%/CPAN1%/SiO2的光反应速率是Cu0.1%/CPVC1%/SiO2的3.30倍。
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