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伴随着工业文明的发展,人类也面临着更加严重的环境污染问题。为了改善环境,人们也在坚持不懈地做着努力。在一系列的环保处理技术中,高级氧化技术能够使大部分的难降解有机物质矿化分解成二氧化碳和水,真正地达到了绿色环保的效果。光催化技术正是一种通过光激发半导体催化剂来实现污染物降解的高级氧化技术,同时该技术仅需要太阳光的照射,可极大地节约能源。近些年,光催化技术正逐渐成为环保领域的研究热点。 本文旨在开发能在可见光下激发、具有高降解效率和稳定性的银类光催化剂,并通过一系列的表征分析研究其光催化性能与催化剂结构之间的关系,探究光催化反应的机理。本文具体研究内容如下: 1.利用离子交换法成功合成出AgCl/Ag2CO3光催化剂,并利用XRD、SEM-EDS、TEM、XPS、DRS、光电流、比表面分析等表征手段来研究AgCl/Ag2CO3光催化剂的结构、形貌和性质。在紫外-可见漫反射光谱表征分析中可以发现,本体Ag2CO3光催化剂在复合AgCl之后,其在可见光区的吸光能力得到了显著地提升。MB的降解实验可以发现,可见光照射50 min后,AgCl/Ag2CO3(20.54wt%)的降解效率最高能达到95%以上,而本体碳酸银的降解效率仅为50%。从总有机碳(TOC)表征分析也可以发现可见光照射1h后AgCl/Ag2CO3(20.54 wt%)能矿化超过50%的有机污染物。通过结合其他表征手段,对光催化剂性能提升的机理进行研究。 2.利用离子交换法成功合成出AgBr/Ag2CO3光催化剂,并通过利用一系列的表征手段来探究AgBr/Ag2CO3光催化剂光催化性能提升的内在原因。在光电流实验中可以发现AgBr/Ag2CO3光催化剂的光电流响应强度要远远强于本体Ag2CO3,这表明了光催化剂在受到可见光照射后电子和空穴的分离效率得到了提高,从而有更多的光生载流子参与了降解反应,促进污染物降解效率的提升。在降解MB的活性实验中也可以发现当AgBr的含量为21.41 wt%时,AgBr/Ag2CO3的光催化效果最佳,可见光照射18 min其对MB的降解率就能达到97.87%,而本体Ag2CO3仅仅能降解20%的MB污染物。在TOC表征分析中,可见光照射30 min后该复合光催化剂能矿化去除68%的有机污染物。 3.利用离子交换法成功合成出AgI/Ag2CO3光催化剂,并分别通过XRD、XPS来研究样品的组成,SEM、TEM来了解光催化剂的形貌并通过DRS、光电流、比表面分析等表征手段来研究AgI/Ag2CO3光催化剂内在性质。光催化性能研究发现,在对MB的降解实验中AgI/Ag2CO3(40 wt%)活性最高。可见光照射21 min,AgI/Ag2CO3(40 wt%)可以降解95%的MB有机污染物。此外AgI/Ag2CO3复合光催化剂的稳定性也要优于本体Ag2CO3光催化剂,三次光反应循环实验后,AgI/Ag2CO3复合光催化材料的活性仍能维持在90%以上。在TOC表征分析中,可见光照射1h后AgI/Ag2CO3(40 wt%)可以矿化降解61%的有机污染物。同时,实验还对AgI/Ag2CO3的光催化机理进行了分析研究。