磷酸银基复合材料的制备及其光催化性能的研究

发布时间：2017-04-28 05:09

  本文关键词：磷酸银基复合材料的制备及其光催化性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着全球工业化的迅速发展，环境污染和能源危机已成为人类发展亟待解决的两大主要难题，开发洁净的新能源和保护环境已迫在眉睫。以纳米二氧化钛（TiO2）为典型代表的半导体光催化材料因其具有无毒无污染、价廉的价格、高的光催化能力、好的稳定性等特点而受到人们广泛的关注，。然而由于TiO2的禁带宽度较大，光谱响应范围较窄，只可以吸收波长387.5nm以下的紫外光（只占太阳能的4%），而不能充分利用占太阳能43%的可见光；以及纳米TiO2半导体的光生电子-空穴对复合率很高，导致其光催化效率低，低的量子效率是限制其大规模工业化应用的主要原因。另外，当前半导体光催化材料的应用形式状态主要是粉体，若将其应用于持续的工业生产中，存在催化剂回收困难，价格高以及易凝聚失活等不利因素，严重限制了其工业利用价值。最近报道了Ag3PO4新型光催化剂，Ag3PO4可以吸收波长小于520nm的太阳光，且在可见光下的量子产率高达90%，在可见光催化方面具有巨大的潜力，但是也存在回收困难，稳定性不高，易失活等缺点。目前对于负载型的半导体光催化剂的研究越来越引起人们的关注，它利用微孔分子筛载体高比表面积的吸附能力及半导体的光催化活性，能够有效地解决上述问题。所以，因此研究开发新型的、高效稳定的、具有可见光响应的半导体光催化材料具有十分重要研究意义和价值。 本论文研究了Ag3PO4这一新型光催化剂的制备及合成，以及Ag3PO4/AlPO4-5，Ag3PO4/SAPO-34半导体复合光催化材料的制备，主要得到以下研究结果： （1）以硝酸银溶液和磷酸氢二钠溶液为原料，分别采用沉淀法和水热法两种不同的方法制备了Ag3PO4光催化剂。在可见光下降解罗丹明B有机染料实验，两种方法制备的Ag3PO4光催化剂都可以在可见光照射下降解罗丹明B有机染料溶液，其中，采用沉淀法制备的Ag3PO4光催化剂的降解速率高于采用水热法制备的Ag3PO4光催化剂。 （2）采用水热法成功地制备了AlPO4-5分子筛，以AlPO4-5分子筛为载体，采用沉淀法成功制备出Ag3PO4/AlPO4-5复合光催化材料。以亚甲蓝及罗丹明B为目标降解物，研究了半导体Ag3PO4光催化剂在不同负载量情况下制备的Ag3PO4/AlPO4-5半导体复合光催化材料在可见光下的光催化活性，结果表明，在一定范围内随着Ag3PO4光催化剂的量增加，其复合材料的光催化活性活性增加；当半导体光催化剂Ag3PO4的负载量到达一定量时，其活性达到最大；在继续增加Ag3PO4光催化剂的量光催化活性反而降低。当半导体光催化剂Ag3PO4的质量百分比为60%时，Ag3PO4/AlPO4-5复合光催化材料的活性是纯Ag3PO4光催化剂活性的3倍。 （3）采用沉淀法成功制备出Ag3PO4/SAPO-34复合光催化材料。以亚甲蓝及罗丹明B为目标降解物，研究了Ag3PO4光催化剂不同负载量情况下制备的Ag3PO4/SAPO-34复合光催化材料在可见光下的光催化活性，，结果表明，在一定范围内随着Ag3PO4光催化剂的量增加，其复合材料的光催化活性活性增加；当半导体光催化剂Ag3PO4的负载量到达一定量时，其活性达到最大；在继续增加Ag3PO4光催化剂的量光催化活性反而降低。当半导体光催化剂Ag3PO4的质量百分比为60%时，Ag3PO4/SAPO-34复合光催化材料的活性最高。
【关键词】：可见光催化 磷酸银 复合材料 染料 分子筛
【学位授予单位】：上海电力学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-14
• 1 绪论14-28
• 1.1 前言14-15
• 1.2 半导体光催化原理15-16
• 1.3 提高光催化剂活性的几种途径16-20
• 1.3.1 离子掺杂17-18
• 1.3.2 表面光敏化18-19
• 1.3.3 复合半导体19
• 1.3.4 贵金属沉积19-20
• 1.4 分子筛研究概述20-22
• 1.4.1 分子筛概况20-21
• 1.4.2 分子筛负载半导体光催化剂的应用21-22
• 1.5 选题依据与研究方案22-24
• 1.5.1 选题依据22
• 1.5.2 研究内容22-24
• 参考文献24-28
• 2 Ag_3PO_4的制备以及光催化活性的研究28-39
• 2.1 前言28
• 2.2 实验方法28-30
• 2.2.1 实验药品28-29
• 2.2.2 实验仪器29
• 2.2.3 催化剂的制备29
• 2.2.4 Ag_3PO_4光催化剂物理性能表征29-30
• 2.2.5 催化剂光催化活性的表征30
• 2.3 结果与讨论30-35
• 2.3.1 Ag_3PO_4的 X-射线粉末衍射光谱（XRD）30-31
• 2.3.2 紫外-可见漫反射光谱(DRS)分析31-32
• 2.3.3 扫描电镜(SEM)分析32-33
• 2.3.4 光催化剂活性研究33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 参考文献36-39
• 3 Ag_3PO_4/AlPO_4-5 的制备以及光催化活性的研究39-54
• 3.1 前言39-40
• 3.2 实验方法40-42
• 3.2.1 实验药品40
• 3.2.2 实验仪器40
• 3.2.3 催化剂的制备40-41
• 3.2.4 光催化剂物理性能表征41
• 3.2.5 催化剂光催化活性的表征41-42
• 3.3 结果与讨论42-51
• 3.3.1 催化剂的 X-射线粉末衍射光谱（XRD）分析42-43
• 3.3.2 催化剂的扫描电镜（SEM）分析43-44
• 3.3.3 紫外-可见漫反射光谱(DRS)分析44
• 3.3.4 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）44-45
• 3.3.5 热重分析（TG）45-46
• 3.3.6 比表面积分析(BET)46-47
• 3.3.7 光催化活性评价47-51
• 3.4 本章小结51-52
• 参考文献52-54
• 4 Ag_3PO_4/SAPO-34 的制备以及光催化活性的研究54-68
• 4.1 前言54-55
• 4.2 实验方法55-56
• 4.2.1 实验药品55
• 4.2.2 实验仪器55
• 4.2.3 催化剂的制备55-56
• 4.2.4 光催化剂物理性能表征56
• 4.3 催化剂光催化活性的表征56-65
• 4.3.1 催化剂的 X-射线粉末衍射光谱（XRD）分析56-57
• 4.3.2 催化剂的扫描电镜（SEM）分析57-58
• 4.3.3 紫外-可见漫反射光谱(DRS)分析58-59
• 4.3.4 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）59-60
• 4.3.5 热重分析（TG）60-61
• 4.3.6 比表面积分析(BET)61
• 4.3.7 光催化活性评价61-65
• 4.4 本章小结65-66
• 参考文献66-68
• 5 结论68-69
• 致谢69-70
• 作者在攻读硕士学位期间所取得的研究成果70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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  本文关键词：磷酸银基复合材料的制备及其光催化性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：332163