银修饰还原氧化石墨烯基锰酸镧的制备及光催化性能研究

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钙钛矿由于其结构稳定,催化活性高、导电性强等优点,而在光催化降解领域被广泛应用。贵金属银与半导体复合时会形成Schottky势垒;还原氧化石墨烯是近年被发现和合成的一种新型二维平面碳质纳米材料。通过将银修饰钙钛矿并与还原氧化石墨烯复合制备出纳米材料,利用三者的协同效应促进其在光催化方面的实际应用。本文采用溶胶-凝胶法结合Ag+还原法制备出xwt%Ag/LaMnO3(x=2、4、6、8)和2wt%Ag/LaMnO3-xwt%还原氧化石墨烯复合粉体(x=5、10、15、20)。利用X-射线衍射、X射线光电子能谱对样品进行了物相及组成分析;通过透射和扫描电镜观察了复合粉体的表面形貌。以其为光催化剂对不同染料进行降解,讨论了粉体的光催化降解动力学以及可能的降解机理。研究表明,复合粉体以LaMnO3为主晶相,而Ag以单质形式存在,经Scherrer公式计算LaMnO3在(110)方向的平均晶粒尺寸为22 nm,Ag在(111)方向的平均晶粒尺寸为19 nm。从电镜照片可以看出Ag/LaMnO3颗粒较均匀地生长在还原氧化石墨烯片层上。通过对不同水溶性染料的光催化降解,表明对染料直接绿BE的降解最好,当Ag的最佳修饰量为2%、还原氧化石墨烯的最佳复合量为10%时,复合粉体对染料直接绿BE的光催化降解,经3小时其脱色率可达99.79%,且具有良好的循环稳定性。
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