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磷酸银(Ag3PO4)半导体是新近发现的一种光催化剂,它具有在可见光下高效降解水中有机污染物的特性。本文在运用湿化学沉淀法制备凹土负载磷酸银(Ag3PO4/APT)、膨润土负载磷酸银(Ag3PO4/Bentonite)及活性炭纤维负载磷酸银(Ag3PO4/ACF)三种光催化剂的基础上,以典型难降解的染料金橙II为目标降解物,着重探讨了负载型磷酸银的光催化性能,影响因素及作用机理。取得以下成果:(1)相比于纯Ag3PO4光催化剂,将Ag3PO4颗粒固定到不同载体上后得到的催化剂,在可见光下降解橙II的光催化性能得到明显的提高(Ag3PO4/ACF,Ag3PO4/bentonite和Ag3PO4/APT分别提高32%、20%和10%),这是因为一方面负载型磷酸银光催化剂具有更为精细的Ag3PO4晶体束,且分布更均匀;另一方面负载型的催化剂对污染物的吸附能力更强。(2)研究表明,催化剂投加量对染料金橙II的光催化效率有重要影响。在达到最佳投加量前金橙II的脱色率随着催化剂量的增大而升高,超过最佳值后,其脱色率反而降低。Ag3PO4/ACF,Ag3PO4/bentonite和Ag3PO4/APT的最佳投加量分别为1.0g/L、2.0g/L和800mg/L。(3)溶液初始pH值对染料金橙II的光催化效率也有重要影响。对催化剂Ag3PO4/APT而言,强酸性(pH值在3左右)和弱碱性(pH值在9左右)的环境较有利于降解染料废水,对橙II的降解率分别达到99%和96%。对催化剂Ag3PO4/bentonite和Ag3PO4/ACF而言,只有强酸性(pH值在3左右)的环境较利于降解染料废水,降解率几乎可达到100%。(4)自由基的捕获实验发现,实验过程中加入羟基自由基清除剂叔丁醇后,负载型磷酸银对橙II的降解几乎没有任何影响,加入超氧自由基清除剂苯醌后,确实在一定程度上抑制了催化剂对橙II的降解,反应60min后Ag3PO4/ACF,Ag3PO4/bentonite和Ag3PO4/APT对橙II的降解率分别下降了36%、40%和32%。而空穴清除剂EDTA的加入则很明显的阻碍了橙II的光催化降解,反应60min后三种负载型磷酸银对橙II的降解率几乎为零。综上所述,催化剂之所以具有极高的光催化效率是因为空穴的作用,而不是活性超氧基团和羟基。(5)催化剂的稳定性关系着其在降解污染物时效率问题。研究表明,在催化剂重复利用4次后,其对金橙II的光催化效率均有所下降。Ag3PO4/ACF的催化降解率依次为99%、96%、82%和59%;Ag3PO4/bentonite的催化降解率依次为85%、74%、62%和57%;Ag3PO4/APT的催化降解率依次为98%、90%、80%和57%。(6)因为Ag3PO4易发生自蚀反应还原成单质Ag,因此负载型磷酸银的催化性能逐渐下降。研究表明,利用氧化剂H2O2可将单质Ag重新氧化成Ag3PO4。进而恢复Ag3PO4的光催化活性,提高催化剂使用寿命和效率。