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由于贵金属具有表面等离子体效应,在半导体材料表面负载Ag纳米粒子可以有效提升其光催化活性。本文将贵金属Ag与半导体材料AgCl和ZnO结合,得到Ag@AgCl和Ag-ZnO两大类表面等离子体可见光催化剂,包括(Ag@AgCl)-Fe3O4/RGO、(Ag@AgCl)-Ni/RGO和Ag-ZnO复合材料。本文推测了各复合材料制备过程机理,评估了其光催化降解水中有机污染物(包括多种染料和苯酚)的活性,并探索其光催化机理。本论文的主要工作包括以下几个部分:(1)设计以Ag@AgCl纳米粒子为可见光催化活性主体,以RGO为催化剂载体和促进剂,结合最常用的磁性材料Fe304纳米粒子,获得可磁分离的等离子体可见光催化剂(Ag@Aga)-Fe3O4/RGO复合材料。可见光照下,该催化剂可分别在100 min和12Omin内完成对阳离子染料亚甲基蓝和中性染料罗丹明B的催化降解。较好的光催化性能归功于Ag@AgCl粒子和RGO片层间的协同作用:载流子由Ag@AgCl粒子向RGO片层的快速转移有效提升了电子-空穴对的分离效率。此外,良好的磁性使得该催化剂的回收和循环利用更为简便。(2)最常见的磁性材料Fe304较差的导电性会影响到载流子的传递,从而会影响光催化效果。本文选取稳定的磁性金属Ni替代Fe3O4作为光催化剂的磁性组分,获得可磁分离的等离子体可见光催化剂(Ag@AgCl)-Ni/RGO复合材料。相同实验条件下,(Ag@AgCl)-Ni/RGO复合材料催化降解亚甲基蓝的效果优于(Ag@AgCl)-Fe3O4/RGO复合材料,略逊于Ag@AgCl/RGO复合材料;(Ag@AgCl)-Ni/RGO复合材料催化降解甲基橙的效果远远优于(Ag@AgCl)-Fe3O4/RGO复合材料,甚至优于(Ag@AgCl)/RGO复合材料。大比表面积、高导电性和强磁性等优点使得Ni//RGO成为一种优秀的光催化剂载体和提升体。(3)提出将锻烧含锌前驱体与高温沉积贵金属结合的方式获得Ag-ZnO纳米复合物光催化剂,因此设计并制备了含能材料Ag-Zn(NO3)2(N2H4)3复合物前驱体。具体来说,本文设计以ZIF-8为前驱体,利用Ag+的强竞争配位作用破坏ZIF-8骨架结构形成[AgxZna(MeIm)b](x+2a-b)+配位聚合物。N2H4-H2O具有强络合能力和强还原性,将Ag+和Zn2+连接固定在[AgxZna(MeIm)b](x+2a-b)+配位聚合物中有利于在加入N2H4·H2O后生成Ag-Zn(N03)2(N2H4)3复合物。该复合物在定向附着作用和强离心力作用下子发生自组装,最终形成六棱柱结构。(4)构建了一个Ag-Zn(N03)2(N2H4)3复合物与ZIF-8材料混合的含能体系,通过“爆轰沉积”法得到Ag-ZnO复合材料用作光催化剂。其中,Ag-Zn(NO3)2(N2H4)3含能复合物为爆炸源和锌源;由于优异的导热性,Ag-Zn(NO3)2(N2H4)3复合物中包埋的Ag纳米粒子可以有效提升爆轰反应的均一性;而周围相对较为惰性的ZIF-8为另一锌源,它保证了整个爆轰过程的安全性和可控性。爆轰过程可将大量缺陷引入ZnO,本文主要通过荧光光谱证明了ZnO的带隙中缺陷能级(defect-related levels)的存在,缺陷能级使得Ag-Zn0表现出更为优异的光催化性能。氙灯光照下,本文所制备的Ag-ZnO光催化剂可分别在30min和90min内完成对亚甲基蓝和苯酚的降解。