石墨烯基复合光催化剂的制备及其活性研究

来源 :华北理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guozhi1988
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基于半导体光催化剂的光催化技术作为一种绿色的净化手段,显示出在处理水中污染物的明显优势。新型银系光催化剂,典型代表Ag3PO4,其由Ye等人首次提出。随着对Ag3PO4光催化剂光催化性能研究的深入,一些半导体光催化剂与之复合制备的复合光催化剂,进一步提高光催化活性的研究得到广泛报道。但此类复合光催化剂对富集环境中污染物的能力并无明显提高,而这对提高光催化效率至关重要。石墨烯片层通过疏水作用,π-π共轭作用及静电作用自组装形成的空间三维石墨烯水凝胶(Graphene Hydrogel GH)在近年来被认为是一种最具发展潜力的新型材料。石墨烯水凝胶具有特殊的空间孔状结构,这将有利于污染物渗透到其中,从而达到使石墨烯水凝与其更好的接触,有效的与GH表面残余的含氧官能团发生相互作用,因此使其具有很强的吸附的作用;同时石墨烯水凝胶这种特殊的结构也能有效的分散在其中的催化剂。本文首次通过简单的浸渍法将具有强烈可见光响应的高效半导体光催化Ag3PO4与r GH复合(Ag3PO4/r GH)。对复合光催化剂进行了XRD分析,Raman,FTIR,XPS等分析,证明了单体Ag3PO4与r GH产生了一定的作用力,使得其在吸附光催化协同作用时能表现出对双酚A(BPA)更高效的移出效应。对此复合催化剂显示出比Ag3PO4/AC及Ag3PO4/Al2O3(Ag3PO4与传统吸附材料活性炭AC和活性Al2O3的复合)对BPA更高的吸附活性,10min基本达到吸附平衡,可以移除BPA近70%,最大吸附容量达15mg/g;而当Ag3PO4/r GH吸附光催化协同作用移除BPA时,则能实现近100%的移除,明显高于Ag3PO4/AC及Ag3PO4/Al2O3的协同作用移除效果。同时,本文还对Ag3PO4/r GH吸附光催化协同作用移除流动态的BPA进行考察,研究发现复合催化剂Ag3PO4/r GH吸附协同作用对流动态BPA的移除,在数十个小时内持续保持100%的移除率,而相比于单独的吸附作用,则在10h内就达到了穿透。最后,本文还对复合催化剂Ag3PO4/r GH吸附协同作用移除BPA可能产生的机理进行了讨论。
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