AuCu-P25-rGO纳米材料的制备及光催化降解性能的研究

发布时间：2021-07-25 22:49

　　在此论文中,我们成功地设计并制备出了一种以还原氧化石墨烯（rGO）为载体,P25 TiO₂纳米颗粒为活性组分的新型三组分双金属（AuCu合金）纳米复合材料AuCu-P25-rGO,并将其用作一种具备高性能光催化降解效果的光催化剂。同时还采用X射线衍射分析,高分辨透射电子显微镜,红外光谱分析,比表面积测试,拉曼光谱,X射线光电子能谱分析,固体紫外漫反射分析,荧光光谱分析和瞬态光电流响应等技术手段对其形貌,化学组成,物理结构和光电性能进行了表征。在300 W卤素灯的照射条件下,三组分双金属光催化剂在降解有机污染物邻硝基苯酚（2-NP）时具有比P25,P25-rGO,AuCu-P25,Cu-P25-rGO和Au-P25-r GO更高的光催化活性。通过进一步实验,我们发现Au:Cu不同的摩尔比对催化剂的光催化性能具有显著影响,其中Au:Cu摩尔比为1:1的AuCu-P25-rGO催化活性高于Au:Cu摩尔比为1:3和3:1的AuCu-P25-rGO。此外,通过对降解底物的进一步扩展和探究,我们发现Au₁Cu_1-P25-rGO还能... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

TiO2的光催化机理

兰州大学硕士研究生学位论文 AuCu-P25-rGO 纳米材料的制备及光催化降解性能的Hurum 等人[36-38]还利用电子顺磁共振（EPR）对 P25 进行了表征，探相比于单纯相较高的光催化活性。如图 1-3 所示，在 20 世纪 90 年代早期出的传统模型认为，混晶型 P25 中决定其较高光催化活性的组分依然是锐钛金红石只是起到电子收集的作用：在 P25 被光激发时，光生电子从锐钛矿到具有较低能量的金红石电子捕获位点，降低电子和空穴的复合速率，引有效的电子空穴分离，从而获得更高的光催化活性。但 Hurum 等人的研究恰恰与之相反，研究认为金红石对于混晶型 P25 光催化活性的贡献是不可的，绝不仅仅是电子收集这样简单的功能。金红石中所存在的微晶结构使子在可见光的照射下快速地从金红石转移到具有更低能量的锐钛矿晶格捕点，促成了更为稳定的电荷分离，转移至锐钛矿晶格捕获位点的光生电子穴错过了与之复合的机会而转移至 P25 表面。随后，电子又从锐钛矿捕获移动到 P25 表面的捕获位点，进一步分离电子-空穴对，达到提高 P25 光催性的目的。

具体来说如图 1-4 所示，以甲基橙作为反应物，活性炭—TiO2复合材料具高的光催化活性是因为活性炭对反应物的吸附作用给TiO2的周围营造了一浓度反应物的光催化环境，随后便可以更容易地发生光催化反应。而对于的 TiO2颗粒来说，若没有高度吸附作用的活性炭作为载体，反应物则只能与 TiO2颗粒的有效碰撞来进行光催化反应，若反应进行的不充分，反应物间产物将回到溶液中并且只能在与 TiO2再次碰撞时才能发生进一步反应，会导致光催化效率的降低。

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳、氮共掺杂TiO2催化剂的制备及其可见光催化活性研究[J]. 刘娟.  华中师范大学研究生学报. 2010(02)



本文编号：3302930