论文部分内容阅读
随着社会的发展和工业化进程的继续,能源紧缺和环境保护向人类提出了严峻的挑战。光催化反应具有无毒、高效、无二次污染等优点,是解决能源和环境问题的一种重要途径。本论文系统的介绍了目前光催化技术的基本原理和应用,然后详细的阐述了氧化亚锡（SnO）、氧化亚锡/二氧化锡（SnO/SnO2）、聚苯胺/二氧化锡（PANI/SnO2）三类光催化材料的制备,并采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis、XPS、PL以及光催化降解实验等检测手段对合成的光催化材料的结构、形貌以及光催化性能、光催化机理等进行了研究。主要研究内容如下:1、以SnCl2·2H2O和NaOH为原料采用水热法制备SnO,通过控制溶剂的配比来合成不同形貌的SnO,同时对不同形貌的SnO进行XRD、SEM、TEM等表征和甲基橙（MO）的光催化活性测试。光催化实验结果表明花球状SnO的光催化活性比方片状SnO的光催化活性高1.5倍。光催化机理研究表明花球状SnO光催化性能增强主要原因:花球状形貌导致入射光子在材料表面多次反射,增加了对光子的吸收。2、以SnCl2·2H2O、SnCl4·5H2O和氨水为原料采用水热法,通过对原料的比例控制合成了异质结结构的SnO/SnO2,改性后光催化活性得到较大的提升。在对MO的光催化活性测试中发现:当SnO:SnO2=1:1时,SnO/SnO2的光催化活性最佳,在20 min内MO降解率达到99.8%。光催化机理研究表明异质结结构抑制SnO/SnO2光生电子空穴对的复合,显著地增强了光催化性能。3、以花球状SnO2和导电PANI为原料,制备了不同复合比例的球状PANI/SnO2复合光催化材料。通过对PANI/SnO2复合光催化剂进行XRD、SEM、TEM、FR等表征和MO的光催化活性测试。光催化实验表明,PANI能显著提高SnO2微球的光催化活性,其光催化降解MO的反应符合准一级动力学规律。1%PANI/SnO2能较好的实现电子-空穴对的分离,光催化活性最高。PL测试结果证明,PANI能抑制光生电子空-穴对的复合,从而提高其光催化性能。