自光催化报道以来,光催化技术在水解产氢、降解有机污染物,还原二氧化碳方面都有明显的研究进展。一般来说,光催化材料在光照的情况下,吸收大于禁带宽度的光能,价带上的电子受到激发,跃迁到到导带上,从而在价带上留下相等量的空穴,然后光生电子和空穴分别迁移到材料表面,与受体反应生成超氧自由基和羟基自由基等活性物质,进行氧化还原反应。然而,对于光催化材料来说,窄的光响应区和低的量子效率是制约光催化技术发展及工业化的两大重要因素。光催化经过几十年的发展,为了解决材料的光响应问题,离子掺杂,表面敏化,贵金属负载等手段将光响应区扩展到可见光范围内。近些年,为了改善光催化材料低的量子效率,提出了内建电场这一概念。由于光生电子空穴在材料内部迁移的时候容易产生复合,材料内存在内建电场的情况下,可以加速光生电子空穴的向着相反方向分离,抑制光生电子空穴的复合,提高了量子效率。本论文在材料内部引入[SiO₄]这一极性单元以构建内建电场型光催化材料,得到高效的光催化剂。本论文中分别用固相烧结法,沉淀法,溶胶凝胶法制备出Ag₂SiO₃、Ag₆Si₂O₇、Ag₁₀Si₄O₁₃样品,通过XRD图谱比对制备的硅酸银化合物均为纯相,通过SEM、TEM分析,三种硅酸银化合物的颗粒尺寸分为为1-3μm、20-50nm、20-50nm。对样品进行XPS测试,在总的XPS图谱未发现其他元素的掺入,说明制备的样品为纯样;在三个Si 2p的XPS图谱中,均存在103.25eV左右的特征峰,属于[SiO₄]中Si的价态,这说明成功引入了硅氧四面体这一极性单元,在三种材料的Ag 3d XPS图谱中,未发现单质Ag⁰的存在,均为Ag⁺价态。这说明样品的光吸收能力以及催化活性均来自于材料本身,未发生贵金属的等离子共振效应。通过进行紫外可见漫反射测试,三种Ag₂SiO₃、Ag₆Si₂O₇、Ag₁₀Si₄O₁₃样品的光吸收边分别678nm、652nm、588nm,均为可见光催化材料。带宽分别为1.51eV、1.57eV、1.74eV。对样品进行光催化降解亚甲基蓝实验,与纳米级二氧化钛P25对比,硅酸银样品显示出优异的光催化活性,各样品催化活性比较:Ag₁₀Si₄O₁₃>Ag₆Si₂O₇>Ag₂SiO₃>P25。对样品进行比表面积孔隙测定,Ag₂SiO₃为3.279m²/g,Ag₆Si₂O₇为24.492m²/g,Ag₁₀Si₄O₁₃为22.911m²/g。通过电化学实验测出样品的开路电压,通过电荷测定仪测定样品的表面电荷,通过计算Ag₂SiO₃、Ag₆Si₂O₇、Ag₁₀Si₄O₁₃各样品的表面电荷密度为37.4eq/L、22.7eq/L、129.2eq/L。综合所测的数据对硅酸银化合物的催化活性进行分析,Ag₆Si₂O₇与Ag₂SiO₃内建电场强度相差不大,主要由材料的颗粒尺寸与比表面积为光催化性能做出贡献。Ag₁₀Si₄O₁₃与Ag₆Si₂O₇的颗粒尺寸与比表面积、颗粒尺寸相差不大,内建电场大小对材料的催化活性做出重要贡献。通过公式计算出Ag₂SiO₃、Ag₆Si₂O₇、Ag₁₀Si₄O₁₃的能带位置。从XRD图谱中分析有单质银析出,可能是由于光生电子将Ag_xSi_yO_z中银离子还原成银单质。最后对本论文总结与展望。总结了本论文的所做的工作以及分析得出的结论,对现阶段出现的问题进行分析,为下一阶段的研究内容指明了方向与工作内容。