二硫化钼复合催化剂的制备及其性能的研究

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二硫化钼(Mo S2)是一种具有特殊光电性能的新型功能化无机层状半导体材料,在催化、光电转化和产氢等领域具有广阔的应用前景,是目前材料化学研究的前沿。本论文利用Mo S2二维材料的结构特性和Mo S2的半导体特性,对含铜族元素(IB)的材料——氧化亚铜(Cu2O)、磷酸银(Ag3PO4)和金纳米粒子(Au NPs)实行有效改性,制备了三类Mo S2复合催化剂,并探究了其催化性能。具体工作如下:(1)利用液相还原法在Mo S2悬浮液中制备得到了Cu2O/Mo S2复合催化剂,研究结果表明:Bulk Mo S2微米级二维材料对Cu2O的具有晶面调控作用;Nano Mo S2级二维材料对Cu2O具有尺寸调控效应。通过比较其可见光光催化活性发现,Nano Mo S2的尺寸调控效应和分散效应对Cu2O光催化活性和稳定性的提升具有更显著的作用。(2)通过混合沉淀法合成了Ag3PO4/Mo S2异质结构催化剂,表征结果发现Mo S2的引入可以提升催化剂的光吸收,减小体系带隙,并有效抑制光生电荷的复合。可见光下光催化降解有机污染物实验表明Ag3PO4/Mo S2的活性有所增强,异质结效应有助于光生电荷的分离。(3)将Au NPs通过液相还原法负载到Mo S2上得到Au/Mo S2负载型催化剂,研究结果表明,相比于Au NPs和纯Mo S2,Au/Mo S2具有更好的催化还原活性和稳定性,这些性质与Au/Mo S2中Au NPs与Mo S2形成了紧密的接触结构相关。本论文通过对IB族材料改性思路获得了三种新型的Mo S2复合型催化剂,它们均表现出良好的催化性能,此外还通过一系列实验对催化反应机理等进行了分析和探讨。本论文不仅丰富了Mo S2基催化剂改性的研究,而且发现Mo S2基催化剂在环境净化和催化有机转换领域具有广阔的应用价值和挖掘前景。
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