卤化银可见光催化剂的制备及其催化性能研究

发布时间：2017-05-19 11:25

  本文关键词：卤化银可见光催化剂的制备及其催化性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在全球环境污染和能源危机日趋严重的今天,环境保护和可持续性发展成为人类必须考虑的重要问题。光催化技术作为绿色化学的一个分支,是近三十年发展起来的新兴研究领域。光催化在解决能源问题、环境问题和温室气体处理方面具有重要的应用前景。然而,以二氧化钛为代表的传统光催化材料,带隙宽,只能利用太阳光中的紫外光,量子产率低,光生电子和空穴易复合,大大限制了其应用。为扩大和促进光催化材料在氢能源生产、环境净化和二氧化碳处理方面的应用,亟待发展新一代光催化材料。新型高效的可见光光催化材料已成为当前国际材料领域研究的热点。 卤化银是一种新型表面等离子体光催化材料,它结合了贵金属的表面等离子体共振效应、金属半导体接触和半导体光催化材料的特性。通过调控贵金属纳米颗粒的大小、形貌以及载体等因素来控制其表面等离子体共振效应,使其能对可见光有较强的吸收,从而提高光催化材料对可见光的利用率。 针对目前光催化领域存在的这些问题,本论文从催化剂的制备和合成入手,通过改进制备方法和制备条件,得到了一系列不同结构和形貌的卤化银可见光催化剂,通过各种现代表征手段探究晶相、物理化学性质及制备条件对活性影响的本质,为进一步发展实用型光催化剂积累经验,以期对今后的工业应用提供参考。 论文研究内容和取得的研究成果主要体现在以下几个方面： 1.首次将棉纤维作为催化剂载体应用到光催化材料Ag/AgCl体系中,通过沉积沉淀和光还原法合成Ag/AgCl@棉纤维系列催化剂,显示良好的活性。由于棉纤维载体的特殊性,制备的Ag/AgCl@棉纤维相对于粉体光催化剂,具有良好的稳定性,可以很好地从液相体系中分离出来,以便回收和重复使用。此特点为催化剂的工业应用提供了可行性。 2.以抗坏血酸为还原剂合成金属银微球,再通过三氯化铁氧化得到具有核壳结构的Ag/AgCl微球系列催化剂,微球大小均一,形貌规整,显示良好的可见光活性和稳定性。催化剂的活性同银与氯化银的摩尔比有很大的关联。在不同铁银摩尔比制备的Ag/AgCl微球中,摩尔比为1：1时的样品Ag/AgCl-1:1活性为最佳,对应单质银与氯化银最佳摩尔比例0.035。用类似方法可以制备另外两种具有核壳结构的氯化物微球,Ag/AgBr微球和Ag/AgI微球,后者具备媲美与氯化银的光催化活性。 3.通过水热法制备了ZnO微米棒,然后利用沉积沉淀和光还原法合成Ag-AgCl/ZnO系列催化剂,显示出良好的可见光活性,通过改变光还原时间和其它参数制得系列样品。不同形貌的ZnO对AgCl负载具有不同的影响,管状的AgCl/ZnO具有最好的可见光催化活性。不同光还原时间制备样品的可见光活性考察中,10-Ag-AgCl/ZnO具有最好可见光催化活性,研究发现,当负载量一定时,光还原时间的不同会造成催化剂组分中单质银与氯化银的摩尔比不同,单质银与氯化银的摩尔比是影响活性的关键因素。
【关键词】：光催化 复合半导体 银氯化银 表面等离子体共振效应 ZnO 棉纤维 罗丹明B负载
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：O643.36
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 前言9-25
• 1.1 光催化材料9-13
• 1.1.1 光催化材料的研究进展9-10
• 1.1.2 光催化的原理10-12
• 1.1.3 光催化材料环境治理领域的应用12-13
• 1.2 新型非钛光催化剂卤化银13-15
• 1.2.1 等离子体共振效应14
• 1.2.2 卤化银光催化剂14-15
• 1.3 本论文选题意义和研究内容15-17
• 1.3.1 选题意义15-16
• 1.3.2 研究内容16-17
• 参考文献17-25
• 第二章 实验部分25-31
• 2.1 试剂与仪器25-26
• 2.2 催化剂的制备26
• 2.3 催化剂表征方法26-29
• 2.4 光催化活性测试29-30
• 参考文献30-31
• 第三章 Ag/AgCl@棉纤维复合光催化剂的制备及其催化性能研究31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 Ag/AgCl@棉纤维光催化剂的制备31-32
• 3.3 Ag/AgCl@棉纤维光催化剂的光降解反应32-33
• 3.4 Ag/AgCl@棉纤维光催化剂的表征33-34
• 3.5 Ag/AgCl@棉纤维光催化剂性能考察34-37
• 3.6 本章小结37-39
• 参考文献39-41
• 第四章 具有核壳结构的Ag/AgX(X=Cl,Br,I)微球的制备及其催化性能研究41-61
• 4.1 引言41-42
• 4.2 具有核壳结构的Ag/AgX(X=Cl,Br,I)微球光催化剂的制备42-43
• 4.3 具有核壳结构的Ag/AgCl微球光催化剂的表征43-47
• 4.4 具有核壳结构的Ag/AgCl微球光催化剂的活性测试47-52
• 4.5 光催化剂Ag/AgBr和Ag/AgI52-55
• 4.6 本章小结55-57
• 参考文献57-61
• 第五章 Ag-AgCl/ZnO光催化剂的制备及其催化性能研究61-74
• 5.1 引言61
• 5.2 Ag-AgCl/ZnO光催化剂的制备61-62
• 5.3 载体对Ag-AgCl/ZnO光催化剂活性的影响62-65
• 5.4 不同光还原时间对Ag-AgCl/ZnO催化性能的影响65-69
• 5.5 本章小结69-70
• 参考文献70-74
• 第六章 总结和展望74-76
• 6.1 总结74-75
• 6.2 展望75-76
• 作者简介76
• 攻读硕士学位期间发表论文情况76-77
• 致谢77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 姚恩亲,江棂,马家举;新型抗菌剂——纳米TiO_2的研究与应用[J];化学与生物工程;2003年06期

2 祖庸,雷闫盈,王训,吴金龙,曾庆森;纳米ZnO的奇妙用途[J];化工新型材料;1999年03期

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本文编号：378585