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当今世界环境污染和能源短缺问题严重影响和制约了人类生活及社会发展。光催化技术不仅能够利用可见光光催化分解水体和空气中的污染物,还能实现光解水制氢,是一项非常有发展前景的新兴技术。传统光催化剂(如Ti02)的发展受到窄光吸收范围和低量子利用率的限制,不足以满足现代生活和工业生产的需要,当前亟需发展具有可见光响应能力的高效光催化剂。研究发现,卤化银类光催化剂(如AhI)和铋系光催化剂(如BiOI)由于禁带宽度较小能很好地响应可见光等优点,成为光催化领域备受瞩目的新型光催化材料。为了满足实际应用的需要,进一步对这些材料进行改性以获得更高更稳定的光催化性能是目前研究的重点。本论文从以下两方面进行了一些有益探索:(1)构建AgI纳米粒子可见光光催化剂;(2)构建能带可调的AgI/BiOI球形固溶体可见光光催化剂。具体研究内容和结果如下:第一,以Ag8W4O16纳米棒为模板,通过加入KI溶液,利用表面原位阴离子交换法制备了分散均匀、大小为5-15nm的AgI纳米粒子。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、紫外-可见漫反射(UV-vis)和X射线光电子能谱仪(XPS)对所制备样品的相结构和微结构进行表征分析。探讨了KI浓度对固载的AgI纳米粒子和Ag8W4O16棒的形貌和微观结构的影响,并提出AgI纳米粒子的光催化自稳定机理:在可见光照射下,AgI纳米粒子具有光诱导不稳定性,在光催化反应过程中会发生分解生成金属Ag;然而,在AgI表面上原位形成部分Ag后,由此产生的Ag-AgI复合材料可以作为一个稳定高效的可见光光催化剂。光催化降解甲基橙的实验表明,固载量为20at%的AgI纳米粒子光催化剂具有最高的可见光光催化性能,其经过4次循环实验后的反应速率常数(k=0.034min-)是N-Ti02性能的22倍多,而未固载的AgI光催化剂则很容易完全失去活性。第二,以BiOI微球为前驱体,通过加入AgNO3溶液,利用原位离子交换和低温煅烧相结合的方法合成了能带可调的AgI/BiOI球形固溶体光催化剂。采用XRD、FE-SEM、N2吸附-脱附等温线(BET)、UV-vis和XPS对所制备的样品的相结构和微结构进行表征分析。探讨了AgNO3浓度对固溶体微观结构的影响,并提出了固溶体的形成机理:基于原位离子交换反应形成的AgI/BiOI复合材料在热处理过程中,AgI和BiOI两种相结构中的离子相互扩散,由此获得AgI/BiOI球形固溶体光催化剂。通过简单调控AgNO3浓度可得到带隙为1.76-2.19eV的AgI/BiOI球形固溶体光催化剂,其带边吸收范围为520-680nm。可见光光催化实验结果表明:所制备的AgI/BiOI球形固溶体具有比纯BiOI更好的光催化活性;当AgI含量为1at%时,所得球形固溶体光催化剂的禁带宽度为1.89eV,此时光催化效果最好,且经历4次循环后,对甲基橙降解的速率常数(k=0.039min-1)为纯BiOI的3倍左右。