由聚乙烯醇和无机半导体制备可见光催化剂的研究

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本论文采用简单的吸附法在纳米二氧化钛表面吸附少量的聚乙烯醇(PVA)制备PVA/Ti02纳米复合材料。通过浓硫酸的脱水作用使PVA生成具有共轭结构的PVA衍生物(DPVA),制备DPVA/Ti02纳米复合材料。采用X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对DPVA/Ti02纳米复合材料进行了系统的分析与表征。结果表明,浓硫酸脱水处理后,吸附在Ti02表面的PVA脱去了小分子H20形成了具有部分共轭结构的DPVA;经DPVA复合修饰后,Ti02的化学组成、晶型、粒径未发生明显改变,但显著提高了 Ti02纳米在可见光范围的吸收能力。以罗丹明B作为模型污染物,通过在可见光照射下DPVA/Ti02纳米复合材料对罗丹明B的可见光降解反应,考察其可见光催化活性。通过循环降解罗丹明B,考察了 DPVA/Ti02纳米复合材料的可见光催化稳定性。结果表明,微量的共轭聚合物DPVA附着在纳米Ti02表面显著提高了纳米复合材料的可见光催化活性,随着DPVA含量的增加,复合材料的可见光催化活性先增大后减小,当DPVA和Ti02质量比为1:200时纳米复合材料表现出最佳的可见光催化活性。该类纳米复合材料具有较好的可见光催化稳定性;在该类纳米复合材料可见光催化降解罗丹明B的反应体系中,催化活性中心主要为纳米复合材料内的光生空穴。采用一种简单的方法在制备的磷酸银表面吸附少量的聚乙烯醇(PVA),并通过热处理生成具有共轭结构的PVA衍生物(DPVA),制备了 DPVA/Ag3P04复合材料。采用SEM、XRD、XPS和UV-vis DRS等手段对DPVA/Ag3P04复合材料的形貌、晶型、元素组成和光吸收能力进行了表征分析。结果显示,Ag3P04经过DPVA的复合修饰之后,仍为类球型颗粒,且团聚现象略有减弱;其晶型基本没有改变;样品中的DPVA存在C=C共轭结构;样品的光吸收性能得到了明显提高。以甲基橙作为模型污染物,通过在光照下DPVA/Ag3P04复合材料对罗丹明B的可见光降解反应,考察样品的光催化活性及其制备条件(复合比例、热处理温度和时间)对样品光催化活性的影响。结果表明,当Ag3P04与PVA复合比例为10000:1,在180℃热处理1 h时,所制样品的光催化活性最佳。
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