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光催化反应是指光催化剂在光辐射下，将光能转化为化学反应进行所需能量，进而推动反应进行的过程。光催化反应在降解水中的有机污染物，环境治理，能源再生等领域都受到了很大的关注。其主要的优点在于:1.具有对环境友好，使用成本低，及可重复使用等特点;2.可以利用太阳光作为能量来源，而太阳光是取之不竭，并且零成本、零污染。但是，由于现在阶段研究和使用最多的二氧化钛光催化剂由于其特定的激发波长区域，使其主要吸收的是紫外光区的光线，较低的催化效率和可见光使用率是不能满足越来越大的使用需求的。因此，开展利用可见光作为能量来源的光催化剂的研究，就成为了一项极具研究价值和实际意义的工作。 本文选择新型可见光催化剂Ag3PO4作为研究对象，从制备、性能、应用三个方面着手，取得了一些原创性科研成果，为开发具有工业应用价值的高活性、长寿命的Ag3PO4可见光催化剂奠定了一定的科学基础;同时，本文着眼于Ag3PO4晶体的生长、结构和光降解性能等三个方面，进行了大量理论研究，提出了较为新颖的实验结论，对于今后可见光催化剂的开发应用具有一定的参考价值。 本文主要完成了如下研究工作: 1.结构稳定化的Ag3PO4材料的合成及光催化性能 研究了一种可以有效提升Ag3PO4晶体催化效率及催化寿命的制备方法。探索并详细讨论了Ag3PO4晶体的热稳定性，并利用煅烧作为产物制备的后处理方法来减少晶体生长的缺陷，并提高了其光电性能。结果表明，经过煅烧处理的Ag3PO4晶体表现了更高的光催活性和化学稳定性，与普通的Ag3PO4晶体相比，稳定化的Ag3PO4-30-400晶体的催化效率和催化寿命分别提高了138％和900％。在煅烧过程中，磷酸银晶体表面的氧空位会与空气中的水分反应，并将羟基固定在晶体表面，这些被捕获的羟基不但可以与Ag原子形成氢键，更会在光催化过程中转化为羟基自由基，并有效的降解有机物。随着P2p的比例增大，PO43-对于Ag+的吸引力也得到了加强，在与羟基与Ag原子形成的氢键的共同作用下，有效提升了磷酸银晶体的稳定性。 2.Au@Ag3PO4异质结构的合成及其瞬间催化行为 研究了一种通过使用负载了纳米金的羟基磷灰石(HAP)作为磷酸根源来制备Au@Ag3PO4异质结构的方法，研究发现该结构在HAP转化为Ag3PO4过程中，通过瞬间催化的过程，表现出了优异的光催化性能。经过瞬间催化过程，有机物染料会被爆发性释放的羟基自由基在五秒内完全降解，这些羟基自由基是由在HAP转化为Ag3PO4过程中释放出的羟基被纳米金和磷酸银晶体形成的光生空穴活化后产生。与常规的制备方法相比，通过瞬间催化过程，虽然获得的相同的Au@Ag3PO4异质结构，但是其催化效率提高了四倍之多。更重要的是，本章中Au@Ag3PO4异质结构的瞬间催化过程对于在处理一些紧急的、严重的环境污染问题时，提供了一种适合而有效的方法。 3.Ag3PO4@Pt@TiO2异质结构的设计合成及光催化性能 研究了一种Ag3PO4@Pt@TiO2异质结构材料的构建方法，旨在避免磷酸银材料的自分解，并且提高其光催化效率。在这种结构中，我们引入金属铂作为磷酸银及二氧化钛之间的电子传输渠道，更重要的它可以作为捕获中心分别来捕获在磷酸银晶体中受到光照后从价带跃迁到导带的光生电子和二氧化钛中受到光照后由于电子跃迁而遗留在价带上的光生空穴，使两者发生复合，从而有效的提高材料的光催化性能，并避免磷酸银的自分解。结果表明，经过金属铂的加入及与二氧化钛进行复合之后，Ag3PO4@Pt@TiO2异质结构的催化效率相较于单纯磷酸银材料提高了166.67％，在经过四轮的连续光催化实验后，其催化效率几乎没有降低，相反的单纯磷酸银材料在45分钟时的降解率从49.17％下降到了31.87％，由此说明，其催化寿命也得到了有效的提升。