碳酸銀基半導體復合材料的制備及其光催化性能研究.pdf

1、當今社會污染問題已日趨全球化，排放廢水中的污染物呈現出復雜多樣性，給生態系統、經濟社會以及人類健康帶來極大的危害。光催化技術在解決能源和環境問題等方面具有巨大的潛力，現有的光催化材料如氧化物半導體雖然具有較好的光催化活性，但由于其帶隙寬，可見光吸收能力差而不能得到廣泛應用。因此開發可見光響應且穩定性好的半導體光催化劑，并結合光催化技術凈化水環境得到研究工作者的廣泛關注。本論文旨在將碳酸銀半導體光催化劑與其他半導體材料形成復合光催化劑，研

2、究其增強光催化活性和穩定性的影響因素，并探討復合光催化劑的光催化機理。
　　本研究主要內容包括：⑴以硝酸銀(AgNO3)和十水合碳酸鈉(Na2CO3?10H2O)為原料，采用簡單的沉淀法制備可見光響應的Ag2CO3半導體光催化劑。實驗通過調控水、乙醇、丙酮和二甲亞砜等不同溶劑和比例，改變棒狀Ag2CO3顆粒的尺寸大小，利用XRD、SEM、TEM、BET等對其微觀形貌和結構進行表征，并考察 Ag2CO3在可見光照下對有機污染物的光降

3、解效率。研究表明當溶劑中DMSO與H2O比例為1:1時樣品具有最佳光催化能力，這是由于樣品有較大的比表面積和較強的光吸收能力。自由基捕捉劑實驗結果表明空穴在Ag2CO3光催化劑的光反應過程中起到主要作用，而羥基自由基起次要作用。⑵采用離子交換法制備得到Ag2CO3/AgX(X=Cl，Br，I)異質結復合光催化劑。實驗研究了不同鹵化物對樣品的結構、尺寸和晶相的影響，以及不同 AgBr含量對復合光催化劑光催化活性的影響。結果表明，AgX顆粒

4、通過化學鍵作用生長在 Ag2CO3表面，且與純Ag2CO3相比，異質結光催化劑具有較好的光催化活性和穩定性，其中樣品Ag2CO3/AgBr(20wt％)的光催化活性最好。異質結光催化劑優異的活性歸因于合適的能級匹配及異質結界面的形成。⑶以g-C3N4為前驅體，采用沉淀法制備了g-C3N4/Ag2CO3復合光催化劑。由SEM圖可以看出棒狀 Ag2CO3顆粒附著在片層g-C3N4表面，g-C3N4/Ag2CO3的光催化活性比純Ag2CO3要