【摘 要】
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催化技术因绿色、环保和反应温和被认为是解决环境污染问题的有效方法。近年来,铋系催化材料得到迅速发展。AgBiO3作为一种新型材料,拥有较为适宜的带隙,且自身可在无外加能量的条件下产生活性基团,因此受到人们广泛关注。但是,光生载流子易复合、自产生的活性基团数量少以及暗催化过程活性降低等问题极大的限制了AgBiO3的实际应用。基于此,本文以AgBiO3材料为基础研究对象,主要开展了下面几项工作:(1)
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催化技术因绿色、环保和反应温和被认为是解决环境污染问题的有效方法。近年来,铋系催化材料得到迅速发展。AgBiO3作为一种新型材料,拥有较为适宜的带隙,且自身可在无外加能量的条件下产生活性基团,因此受到人们广泛关注。但是,光生载流子易复合、自产生的活性基团数量少以及暗催化过程活性降低等问题极大的限制了AgBiO3的实际应用。基于此,本文以AgBiO3材料为基础研究对象,主要开展了下面几项工作:(1)通过两步水热法合成了二元Bi O2-x/AgBiO3复合材料,通过降解不同的有机污染物对其光催化性能进行研究。结果表明,经过两步水热处理后,AgBiO3可以生长在Bi O2-x表面,形成致密的分层花状结构。最优样品AB30在60min内对甲基橙(MO)的去除率为94.1%,90min内可分别降解94.5%的甲基蓝(MB)和98.9%的苯酚,其对MO光降解的活性是纯AgBiO3和Bi O2-x的2.8倍和8.9倍。光催化性能的提升归因于两种材料之间的紧密界面和异质结效应。捕获实验表明·O2-和h+在光催化降解反应中起主要作用。(2)通过酸性处理方法制备了一系列具有亚稳态晶格的AgBiO3,研究了其在黑暗条件下的降解性能,深入探讨了亚稳态晶格对材料降解活性的促进机制。结果表明,硝酸处理会诱发Bi(V)O6八面体向Bi(III)O6八面体的转变,通过在黑暗条件下降解MO、苯酚和四环素(TC)评估样品的降解活性。样品ABO-0.7的降解活性最高,40min内可去除98.9%的MO和98.4%的TC,90min内可降解91%的苯酚。活性增强的原因归于亚稳态晶格的出现促进了晶格氧的释放,加快了活性物质的生成。(3)基于AgBiO3黑暗降解下的物相转变,原位制备出AgBiO3/Bi2O2CO3复合材料,并对其光催化降解性能进行研究。结果表明,原位生成的异质结构界面紧密接触,有利于光生载流子的分离与迁移。通过测试可知,样品ABB-3对MO、MB和苯酚均有着良好的去除率,60min内降解效率分别为94.7%、94.9%和97.8%。在污染物为MO的条件下循环三次去除率仍为93.7%。活性物质捕获实验证明主要活性物质为·O2-和h+,而不是~1O2。该论文有图28副,表3个,参考文献128篇。
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