磷酸银及其复合材料的制备和光催化性能研究

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能源和环境是当今世界上的两大主要话题。解决环境的污染问题和能源短缺问题迫在眉睫。因此,高性能的光催化剂用来降解有机污染物成为大家争先研究的重点。虽然到目前为止基于Ag3PO4的光催化剂已经得到了显著的改性,但是当前的性能对于实际应用仍然远不能令人满意,并且迫切需要进一步的改性。Ag3PO4及其与其它材料组合形成异质结构化光催化剂就是一条能明显提高Ag3PO4催化性能的有效途径。在本论文中,我们通过Ag3PO4及Ag3PO4基光催化剂的形态控制和异质结构的构建,来讨论这些修饰如何影响Ag3PO4对污染物降解的光催化活性。研究内容如下:  (1)以硝酸银、尿素、磷酸以及十六烷基三甲基硝酸铵为原料合成独特的四足结构的磷酸银,此结构之前文献并未报道。通过SEM、XRD、UV-vis等来分别表征磷酸银的微观形貌、晶向组成、光的吸收性等。研究在氙灯的照射下(>420nm)四足磷酸银降解染料的光催化活性。独特的四足立体枝叶结构的磷酸银的降解染料的性能高于不规则磷酸银,这可以归因为(110/200)的比值为1.88,明显高于不规则磷酸银的比值。  (2)硝酸银和磷酸氢二钠反应制备不规则的磷酸银微球,在其表面还原一层金属铂(PtAg3PO4),然后再包覆一层氯化银(不溶层的外涂层)(AgCl/Pt/Ag3PO4)。在可见光照射下降解MO来检测样品的光催化活性以及光催化降解的稳定性,AgCl/Pt/Ag3PO4的光催化活性最好。这是因为Pt和AgCl或Ag3PO4形成肖特基结,AgCl与Ag3PO4形成异质结,加速了空间电荷的转移。  (3)以棒状碳酸银为模板,通过离子交换法转换不同比例的碳酸银分别制备管状碳酸银/磷酸银和管状磷酸银。在可见光照射下,材料降解染料MO,以检测样品的光催化活性。结果表明,Ag2CO3/Ag3PO4是Ag2CO3光催化降解速率的2.1倍,是Ag3PO4光催化降解速率的1.2倍。这是因为其有高的活性位点和快的空间电荷转移速率。这项工作为设计合成和开发高性能的催化剂提供了新方法。
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