可见光响应rGO/Ag 10 Si 4 O 13 复合材料的制备及光催化活性研究

发布时间：2021-01-23 04:28

　　目前传统水污染治理方法无法满足人类社会日益发展的需求,半导体光催化技术作为一种新型的处理水污染的技术,具有操作简单、能耗低、效率高、无二次污染等优点而被广泛应用。光催化材料的光响应能力是半导体光催化技术发展的关键因素之一,研发可见光响应的窄带隙光催化材料尤为重要。Ag10Si4O13半导体具有较窄的带隙,几乎在整个可见光范围都能吸收太阳光;其次在其内部存在贯穿于整个晶体的内建电场,光生载流子在内建电场的作用下能够快速迁移到材料表面参与降解有机污染物,因此具有良好的光催化活性。本文采用溶胶-凝胶法制备了Ag10Si4O13光催化材料,并在此基础上结合紫外辐照还原法成功制备了r GO/Ag₁₀Si₄O₁₃复合光催化材料。通过XRD、TEM、PL、XPS、UV-Vis DRS对样品进行表征分析,研究GO的加入量对所制备的r GO/Ag₁₀Si₄O₁₃的物相组成、微观结构、光吸收性能的影响;然后以水溶液中的亚甲基蓝为目标降解物,在可见光（波长≥420 nm）条件下... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

银基光催化材料的带隙分布图[39]

工程硕士学位论文37生空穴的数目，从而提高光催化活性。石墨烯的引入提高了复合光催化材料对亚甲基蓝的吸附率，缩短光催化降解的时间。图4.9rGO/Ag10Si4O13光催化材料降解亚甲蓝机理图4.4本章小结本章节以亚甲基蓝为目标降解物，评价Ag10Si4O13及rGO/Ag10Si4O13复合光催化材料吸附性能和降解性能；GO加入量、溶液初始pH值、催化剂投入量对Ag10Si4O13性能的影响；同时拟合复合光催化剂的降解反应动力学及评估其循环稳定性。得出以下结论：1.随着GO加入量的增加，rGO/Ag10Si4O13对亚甲基蓝的吸附率和降解率表现出先增后减的趋势，GO加入量为5wt%所制备的rGO/Ag10Si4O13和GO加入量为4wt%所制备的rGO/Ag10Si4O13的分别具有最佳的吸附性能和降解性能；2.当溶液初始pH=7、光催化剂投入量为0.1g时，复合光催化剂对亚甲基蓝的降解率达到最佳98.72%，过酸和过碱条件均不利于其降解亚甲基蓝；3.Ag10Si4O13和rGO/Ag10Si4O13对亚甲基蓝的降解过程均符合一级动力学方程。且rGO/Ag10Si4O13的反应速率常数为0.1043是纯Ag10Si4O13的2.12倍；4.rGO/Ag10Si4O13经过4次循环之后，其降解效率仍为第一次降解效率的84.12%，具有较好的循环稳定性，是一种具有潜在应用价值的可见光响应的光催化材料。


本文编号：2994548