近年来,层状铌酸盐化合物,如Ni-K₄Nb₆0₁₇、Bi₂InNbO₇等,在光催化分解水制氢方面表现出了优异的催化性能,引起了人们对层状铌酸盐光催化性能的注意。KNb₃O₈、K₄Nb₆O₁₇都是具有层状类钙钛矿结构的铌酸盐化合物。其中,KNb₃O₈的研究报道相对较少,K₄Yb₆O₁₇是一种被广泛研究的铌酸盐,其光催化活性的研究集中在光解水方面,对其在光催化降解有机物方面的研究则很少报道。 本文通过水热方法合成了两种铌酸盐催化剂KNb₃O₈和K₄Yb₆O₁₇;研究了合成的铌酸盐光催化降解酸性红G的性能,初步探讨了其催化机理,具体包括: （一）本文采用Nb₂O₅与KOH直接水热反应合成了K₄Nb₆O₁₇,合成条件较为宽松,在较宽的反应温度、反应时间和碱浓度范围内均可合成。XRD分析表明,水热合成的K₄Nb₆O₁₇为斜方相,衍射峰有明显的宽化现象,据此计算的平均粒径为13.9nm,SEM和TEM结果表明其为片状结构,片厚度在100nm以下,热重差热分析表明其结构中含有层间水。采用“水热溶解—pH值调节—水热晶化”三步合成路线,合成了KNb₃O₈。其中,调节pH值是关键,只有将pH调节在5-6才能生成纯KNb₃O₈。XRD分析表明,水热合成的KNb₃O₈为斜方相,SEM图像表明其具有叶状纳米网络结构形貌,片厚约为100nm,与XRD分析的平均粒径76.4nm基本相符,比表面积为7.22m²/g,带隙能为3.47eV。 （二）以100mg/L的酸性红G为降解对象的光催化降解实验表明,水热法合成的K₄Nb₆O₁₇的光催化降解活性优于固相法合成的样品以及Degussa P25。光催化降解20min后,水热法合成的K₄Nb₆O₁₇的脱色率已达60%,而高温固相法的K₄Nb₆O₁₇和Degussa P25的脱色率都仅为20%。水热法合成的KNb₂O₈的光催化脱色效果也优于Degussa P25（ViO₂）,KNb₃O₈在60min时脱色率达到了78%,而P25的脱色率为66%。对降解液进行紫外可见光谱分析,结果表明,K₄Nb₆O₁₇和KNb₃O₈可以将酸性红G的偶氮结构、稠环结构破坏分解。同时实验还表明,催化剂合成方法、合成温度及时间等因素对催化降解效率都有影响。 最后,结合红外光谱和紫外可见光谱分析结果,探讨了层状铌酸盐光催化降解酸性红G的机理。酸性红G溶液的脱色不是因催化剂的吸附作用,而是铌酸盐催化剂在紫光灯照射下的催化降解作用。