Ag/AgCl/钛酸盐复合材料的制备与光催化性能研究

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随着全球工业化进程的快速发展,全球性的能源和环境问题日趋严重。环境保护已成为影响人类生存与发展的重要问题。光催化技术是一种能有效利用太阳能来去除污染物以及分解水产氢的高新技术,具有降解效率高、成本低、环境友好等特点,应用前景极其广阔。CaTiO3和BaTiO3因其良好的光学特性和特殊的电子结构而引起了广泛关注。但是,CaTiO3和BaTiO3带隙较宽,仅对紫外光有响应,限制了其在实际中的应用,因此,开展对CaTiO3和BaTiO3的研究意义重大。本文通过沉淀-光还原的方法成功合成了新型光催化剂Ag/AgCl/CaTiO3和Ag/AgCl/BaTiO3。采用 XRD、SEM、TEM、EDX、FT-IR、UV-visDRS、PL 等测试技术对所制备样品的形貌特征、结构组成以及光学性质进行了表征分析。并通过可见光照射下对有机染料的光降解试验测试其光催化降解性能。论文的研究内容和取得的研究成果主要如下:绪论部分主要介绍了半导体光催化技术的研究背景,发展现状,作用机理以及应用。然后重点介绍了钛酸盐光催化材料的结构特征、制备方法和应用现状;同时还对卤化银的研究现状进行了概述;最后介绍了本论文的选题意义和研究内容。接着介绍了 Ag/AgCl/CaTiO3的制备及其在可见光下的光催化性能。首先用水热法制备CaTiO3基体,通过沉淀-光致还原的方法将Ag/AgCl纳米颗粒负载到CaTiO3基体上,并对材料进行表征。然后通过降解RhB对样品进行光催化性能评价。与纯CaTiO3相比,Ag/AgCl/CaTiO3的可见光催化性能明显提高。最后通过自由基捕获实验,结合材料的表征结果以及复合材料组分的能带结构分析,对复合物光催化能力提升的机理进行了探究。最后介绍了 Ag/AgCl/BaTiO3的制备及其在可见光下的光催化性能。以水热法制备BaTiO3基体,通过沉积-光致还原的方法将Ag/AgCl纳米颗粒负载于基体上形成Ag/AgCl/BaTiO3复合物,并对复合材料进行表征分析。降解实验以MO为目标染料,探究了不同Ag/AgCl含量的复合物光催化降解能力的差异及其稳定性。通过活性自由基捕获实验以及对材料的能带结构进行分析,对光催化剂的降解机理进行了探讨。
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