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水污染是全球环境污染的重要问题之一,已经严重威胁到人类的健康和社会的发展。光催化技术可以利用太阳能将染料废水降解为无机小分子,并有望成为解决能源短缺和水体污染的有效途径。硅酸铋(Bi2Si O5)是一种新型半导体光催化剂,具有良好的介电性、压电性、无毒、化学性质稳定等优点。但Bi2Si O5存在禁带宽度较宽、只能吸收紫外光、电子-空穴对复合速率较快等不足。因此,本论文对Bi2Si O5进行了改性研究,具体研究内容及实验结果如下:1.采用超声波辅助沉淀法制备了Ag3PO4/Bi2Si O5复合光催化剂。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积及孔径分析(BET)、荧光分光(PL)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和化学需氧量(COD)等表征方法来分析样品的组成、形貌、光学性质及光催化反应机理。XRD结果表明光催化剂是由Ag3PO4和Bi2Si O5两种物质组成;HRTEM、EDS、XPS验证了XRD结论;SEM和TEM图像表明光催化剂的形貌是颗粒状和纳米片状构成;BET实验表明合适的比表面积有利于提高光催化剂的性能;PL光谱说明光催化剂性能提高的原因可能是光生电子-空穴对的有效分离;COD测试结果说明大约有73.92%的染料分子被降解为无机物小分子;UV-Vis DRS分析表明与Bi2Si O5光催化材料相比,复合光催化剂的吸收边发生了红移,Ag3PO4和Bi2Si O5的复合扩大了样品的可见光吸收范围。2.以五水合硝酸铋(Bi(NO3)3·5H2O)、九水合硅酸钠(Na2Si O3·9H2O)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)和硝酸银(Ag NO3)为实验原料采用超声波辅助沉淀法合成了Ag/Ag3PO4/Bi2Si O5光催化剂。通过改变污染物种类、罗丹明B(Rh B)浓度、照射光源等条件来评价光催化剂的光催化活性。结果表明:在70 W-金卤灯照射60 min,光催化剂可以完全降解10 mg/L亚甲基蓝(MB),降解率为100%;光照60 min后,对10 mg/L Rh B和10 mg/L甲基橙(MO)的降解率分别为95.07%和57.06%。太阳光照射60 min时,对10 mg/L Rh B的降解效率为96.18%。3.以Bi(NO3)3·5H2O和Na2Si O3·9H2O为原料合成了Bi2Si O5材料,以Bi2Si O5为基底采用超声波辅助沉淀法合成了Bi PO4/Ag3PO4/Bi2Si O5光催化剂。探究了超声时间、反应溶剂和Bi/Ag摩尔比对样品光催化性能的影响。结果表明:当超声时间为50 min,反应溶剂为蒸馏水,Bi/Ag摩尔比为1:9时制备的光催化剂表现出优异的光催化性能。在70W-金卤灯照射40 min后,对10 mg/L Rh B的降解效率可达99.84%;对20 mg/L MB的降解效率可达74.06%;对10 mg/L MO的降解效率可达82.93%。自由基捕获实验证实空穴(h+)和超氧自由基(·O2-)是复合样品在降解Rh B过程中的主要活性物种,而羟基自由基(·OH)几乎不起作用。