碳酸银光催化材料的负载与复合改性研究
发布时间：2021-10-25 23:29
太阳能光催化材料不但可以光解水制氢还可以把温室气体二氧化碳转化为清洁的可再生能源。光催化材料也能在光照下通过导带价带上的光生电子或空穴把水体中的有机污染物矿化为无毒的水和二氧化碳等小分子物质。近年来水体有机污染日益严重,由于光催化技术在水体中有机污染物处理的应用上更加绿色和环保,因此越来越得到科学研究者的重视。在众多的光催化材料中碳酸银光催化材料由于其较窄的带隙,在可见光照射下具有很好的光催化降解效果,从而受到了研究者的广泛关注。但是单一的碳酸银光催化材料由于具有较窄的带隙,一方面当碳酸银光催化材料暴露在可见光下时,光生电子易于与光生空穴重新结合;另一方面,碳酸银在水溶液中具有微溶性,易被光生空穴还原为金属银单质,导致光催化活性和稳定性下降,而且碳酸银光催化材料反应后存在粉末回收困难的问题。为了改进单一的碳酸银光催化材料的上述不利因素,本硕士论文主要研究内容如下:1.将氧化石墨烯与碳酸银和溴化银光催化材料进行复合能够有利于光生电子和空穴分离,从而抑制光腐蚀的发生,有利于提高碳酸银光催化材料的活性。我们通过采用简单的共沉淀法制备了Ag2CO3/...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化反应机理图
广东工业大学硕士学位论文12暗条件下保持30分钟以达到RhB分子在光催化剂表面上的吸附-脱附平衡。以相同的时间间隔，用离心法从反应器中分离出粉体，用紫外-可见分光光度计测定RhB的浓度。复合光催化的活性可以通过表观反应速率常数来定量计算。RhB的光降解遵循准一级反应动力方程，其动力学方程可表示为ln(C0/C)=kt，其中k为表观反应速率常数，C0和C分别为RhB溶液的初始浓度和反应浓度。2.3结果与讨论2.3.1相结构和组成分析图3-1显示了制备的具有不同GO含量的Ag2CO3/AgBr/GO杂化光催化剂以及纯Ag2CO3和AgBr的XRD图谱。纯的Ag2CO3在2θ=18.55o、20.55o、32.66o、33.67o、37.13o和39.67o（用标记）处显示出明显的衍射峰，这些特征峰分别对应于Ag2CO3（JCPDSNo.26-0339）的（020）、（110）、（-101）、（-130）、（200）和（031）单斜晶面[59]。对于纯的AgBr（JCPDSNo.06-0438）衍射角位于30.94o、44.33o、55.02o、64.47o和73.22o（用标记），其衍射峰分别对应于（200）、（220）、（222）、（400）和（420）立方结构晶面[73]。该复合光催化剂显示出Ag2CO3和AgBr两相共存，说明Ag2CO3/AgBr复合材料的成功制备。但由于氧化石墨烯含量低、峰值强度相对较低，且在负载Ag2CO3/AgBr复合材料后氧化石墨烯的规则堆积被破坏，因而复合光材料的XRD图谱中并没有发现氧化石墨烯对应的衍射峰。图3-1所制备样品的XRD图谱
GO D G Ag2CO3/AgBr/GO 中存在 GO。通过 XPS 对制备的 Ag2CO3/AgBr/GO-7.5 复合材料的表面元素成分进行了进一步研究，并对 Ag 3d、C 1s 和 O 1s 进行了高分辨率 XPS 光谱分析，确定不同元素的化学状态。全谱图（图 3-3a）表明，复合材料由 Ag、C、O 和 Br 四种元素组成。Ag2CO3 和 AgBr 的 Ag 3d5/2和 Ag 3d3/2的结合能高分辨率 XPS 光谱图的峰位分别出现在 367.2 和 373.2 eV 处（图 3-3b）[56]。图 3-3c 中的 C 1s 光谱可以拟合为三个峰，分别位于284.3 eV、286.0 eV和288.2 eV，这可以归因于氧化石墨烯的sp2碳（C=C-C）、环氧/羟基（C-O）和羧基（O-C=O）[75-77]。图 3-3d 中 O 1s 的 XPS 光谱图位于 530.7 eV处的峰位归因于 Ag2CO3 中的晶格氧。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镨掺杂氧化锌声光催化降解苯酚的研究[J]. 袁玲玲,罗正维,江晖,吴浪,耿文华. 工业水处理. 2020(03)
[2]大豆秸杆改性TiO2光催化降解盐酸四环素研究[J]. 陈艺兰,肖良建,李海燕,薛珲,钱庆荣,陈庆华. 福建师范大学学报(自然科学版). 2020(02)
[3]Two-dimensional ultrathin MoS2-modified black Ti3+-TiO2 nanotubes for enhanced photocatalytic water splitting hydrogen production[J]. Wei Ou,Jiaqi Pan,Yanyan Liu,Shi Li,Hongli Li,Weijie Zhao,Jingjing Wang,Changsheng Song,Yingying Zheng,Chaorong Li. Journal of Energy Chemistry. 2020(04)
[4]Photodegradation of soluble microbial products（SMPs） from membrane bioreactor by GO-COOH/TiO2/Ag[J]. Shuyan Yu,Xia Huang. Journal of Environmental Sciences. 2020(02)
[5]纳米TiO2表面晶相结构转化及其光催化活性研究[J]. 卫毅梅,柏杨巍,刘丹妮,郭东衡,徐林辉,贾世琪,孙菲. 现代化工. 2019(12)
[6]光催化材料:环境净化与绿色能源的希望之星——光催化材料分论坛侧记[J]. 夏阳. 中国材料进展. 2019(10)
[7]Enhanced photocatalytic activity of rGO/TiO2 for the decomposition of formaldehyde under visible light irradiation[J]. Lian Yu,Long Wang,Xibo Sun,Daiqi Ye. Journal of Environmental Sciences. 2018(11)
本文编号：3458372
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光催化反应机理图
广东工业大学硕士学位论文12暗条件下保持30分钟以达到RhB分子在光催化剂表面上的吸附-脱附平衡。以相同的时间间隔，用离心法从反应器中分离出粉体，用紫外-可见分光光度计测定RhB的浓度。复合光催化的活性可以通过表观反应速率常数来定量计算。RhB的光降解遵循准一级反应动力方程，其动力学方程可表示为ln(C0/C)=kt，其中k为表观反应速率常数，C0和C分别为RhB溶液的初始浓度和反应浓度。2.3结果与讨论2.3.1相结构和组成分析图3-1显示了制备的具有不同GO含量的Ag2CO3/AgBr/GO杂化光催化剂以及纯Ag2CO3和AgBr的XRD图谱。纯的Ag2CO3在2θ=18.55o、20.55o、32.66o、33.67o、37.13o和39.67o（用标记）处显示出明显的衍射峰，这些特征峰分别对应于Ag2CO3（JCPDSNo.26-0339）的（020）、（110）、（-101）、（-130）、（200）和（031）单斜晶面[59]。对于纯的AgBr（JCPDSNo.06-0438）衍射角位于30.94o、44.33o、55.02o、64.47o和73.22o（用标记），其衍射峰分别对应于（200）、（220）、（222）、（400）和（420）立方结构晶面[73]。该复合光催化剂显示出Ag2CO3和AgBr两相共存，说明Ag2CO3/AgBr复合材料的成功制备。但由于氧化石墨烯含量低、峰值强度相对较低，且在负载Ag2CO3/AgBr复合材料后氧化石墨烯的规则堆积被破坏，因而复合光材料的XRD图谱中并没有发现氧化石墨烯对应的衍射峰。图3-1所制备样品的XRD图谱
GO D G Ag2CO3/AgBr/GO 中存在 GO。通过 XPS 对制备的 Ag2CO3/AgBr/GO-7.5 复合材料的表面元素成分进行了进一步研究，并对 Ag 3d、C 1s 和 O 1s 进行了高分辨率 XPS 光谱分析，确定不同元素的化学状态。全谱图（图 3-3a）表明，复合材料由 Ag、C、O 和 Br 四种元素组成。Ag2CO3 和 AgBr 的 Ag 3d5/2和 Ag 3d3/2的结合能高分辨率 XPS 光谱图的峰位分别出现在 367.2 和 373.2 eV 处（图 3-3b）[56]。图 3-3c 中的 C 1s 光谱可以拟合为三个峰，分别位于284.3 eV、286.0 eV和288.2 eV，这可以归因于氧化石墨烯的sp2碳（C=C-C）、环氧/羟基（C-O）和羧基（O-C=O）[75-77]。图 3-3d 中 O 1s 的 XPS 光谱图位于 530.7 eV处的峰位归因于 Ag2CO3 中的晶格氧。
【参考文献】：
期刊论文
[1]镨掺杂氧化锌声光催化降解苯酚的研究[J]. 袁玲玲,罗正维,江晖,吴浪,耿文华. 工业水处理. 2020(03)
[2]大豆秸杆改性TiO2光催化降解盐酸四环素研究[J]. 陈艺兰,肖良建,李海燕,薛珲,钱庆荣,陈庆华. 福建师范大学学报(自然科学版). 2020(02)
[3]Two-dimensional ultrathin MoS2-modified black Ti3+-TiO2 nanotubes for enhanced photocatalytic water splitting hydrogen production[J]. Wei Ou,Jiaqi Pan,Yanyan Liu,Shi Li,Hongli Li,Weijie Zhao,Jingjing Wang,Changsheng Song,Yingying Zheng,Chaorong Li. Journal of Energy Chemistry. 2020(04)
[4]Photodegradation of soluble microbial products（SMPs） from membrane bioreactor by GO-COOH/TiO2/Ag[J]. Shuyan Yu,Xia Huang. Journal of Environmental Sciences. 2020(02)
[5]纳米TiO2表面晶相结构转化及其光催化活性研究[J]. 卫毅梅,柏杨巍,刘丹妮,郭东衡,徐林辉,贾世琪,孙菲. 现代化工. 2019(12)
[6]光催化材料:环境净化与绿色能源的希望之星——光催化材料分论坛侧记[J]. 夏阳. 中国材料进展. 2019(10)
[7]Enhanced photocatalytic activity of rGO/TiO2 for the decomposition of formaldehyde under visible light irradiation[J]. Lian Yu,Long Wang,Xibo Sun,Daiqi Ye. Journal of Environmental Sciences. 2018(11)
本文编号：3458372
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