以聚乙烯醇为原料制备可见光催化剂的研究

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以聚乙烯醇(PVA)为主要原料,采用浸渍法将其与磷酸银(Ag3PO4)进行复合,通过热处理的方法使其脱水得到了具有共轭结构的聚乙烯醇衍生物/磷酸银(CDPVA/Ag3PO4)复合微粒。借助扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)、电化学阻抗谱(EIS)等表征手段对CDPVA/Ag3PO4复合微粒进行分析。以罗丹明B、苯酚、重铬酸钾等为模型污染物,考察CDPVA/Ag3PO4复合微粒的可见光催化活性。结果表明,CDPVA的存在可以有效减少Ag3PO4的团聚,提高Ag3PO4对可见光的吸收强度和光生电子-空穴的分离效率。与纯Ag3PO4相比,CDPVA/Ag3PO4复合微粒具有更高的可见光催化活性和稳定性。采用原位合成法制备了聚乙烯醇衍生物/氧化亚铜(CDPVA/Cu2O)复合微粒。并对CDPVA/Cu2O复合微粒的形貌、结构、性能等进行了一系列的表征分析。以苯酚为模型污染物,考察了制备条件对CDPVA/Cu2O复合微粒可见光催化活性的影响。结果表明,在PVA溶液体系中原位合成Cu2O,有助于减小Cu2O的粒径;将Cu2O与CDPVA进行复合后,Cu2O的晶体结构并没有改变,但其对可见光的吸收能力及光生电子-空穴的分离效率得到了显著提升;随着复合比例的增加及热处理时间的延长,CDPVA/Cu2O复合微粒的可见光催化活性先增加后减小,PVA与Cu2O的质量比为1:1000,在180℃下热处理1h得到的CDPVA/Cu2O复合微粒可见光催化活性最佳。采用沉淀法制备了聚乙烯醇衍生物/二氧化钛(CDPVA/TiO2)复合微粒,借助SEM、XRD、FTIR、XPS、UV-vis DRS、PL等表征手段对并对所得样品进行了一系列表征分析。以罗丹明B为模型污染物,考察了CDPVA/TiO2复合微粒的可见光催化活性和稳定性。结果表明,CDPVA的存在对TiO2的晶体结构并没有明显影响,却可以有效提高TiO2在可见光区的光吸收能力。CDPVA/TiO2复合微粒具有优越的可见光催化活性及稳定性,其光催化活性分别是纯CDPVA、TiO2和g-C3N4的36.0倍、15.4倍、2.4倍,并且在十次循环实验后其可见光催化活性几乎保持不变。以硝酸银为原料,通过热还原法及沉淀法制备聚乙烯醇衍生物/银/二氧化钛(CDPVA/Ag/TiO2)复合微粒。并对CDPVA/Ag/TiO2复合微粒的形貌、结构、性能等进行了一系列的表征分析。以罗丹明B为模型污染物,考察了CDPVA/Ag/TiO2复合微粒的可见光催化活性和稳定性。结果表明,CDPVA/Ag/TiO2复合微粒的主要化学组成为CDPVA、TiO2及单质Ag,CDPVA及单质Ag的存在可以有效提高样品对可见光的吸收强度,降低光生电子-空穴的复合几率。CDPVA/Ag/TiO2复合微粒具有良好的可见光催化活性及稳定性,最佳制备条件所得的CDPVA/Ag/TiO2复合微粒其可见光催化活性是CDPVA/TiO2复合微粒的1.3倍。
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