银基纳米结构材料的制备及其光催化性能研究.pdf

摘要速率常数.×。光催化既能直接利用太阳光催化降解水和空气中的污染物,也能通过染料敏化太阳能电池将低密度的太阳能转化为高密度的电能,是解决环境污染与能源危机的重要手段。传统光催化材料鏣具有光响应区间窄和量子产率低的缺点,极大的限制了其在社会生活和工业生产中的实际应用。近年来的研究发现,银类光催化剂、、、、、银氲继宓具有可见光响应和量子产率较高等优点,在光催化领域受到广泛关注并且有着广阔的应用前景。为了满足实际应用的需求,进一步提高银类光催化剂的光催化效率非常有必要。本论文从三个层面进行了一些探索:构建复合光催化剂;构建大比表面积/獯呋粒菇ň哂刑厥饨峁沟腁獯呋痢>体工作如下:第一,以纳米棒为模板,通过加入溶液利用阴离子原位交换法制备了核壳纳米棒结构。探讨了的浓度对核壳纳米棒的形貌和微观结构的影响,并且提出了核壳纳米棒的形成机理:。与ü焕胱咏换环从τ先发生在纳米棒的表面,使纳米粒子均匀地包覆在纳米棒的表面,通过调节的浓度可以对壳层进行有效的调控。光催化活性实验结果表明,当溶液浓度为时,/%,通过一种简单的低温湿化学方法合成了改性的/纳米晶。采用湎哐苌、场发射扫描电镜⒏叻直嫱干涞镜剑迅降任孪、紫外可见漫反射和荧光光致激发对所制样品的相结构、微观形态和光学性质进行表征。室温下通过紫外光降解甲基橙水溶液来检测样品的光催化活性。实验结果表明,所制各的擅拙У某叽绱笤嘉,具有良好的光催化活性,降解甲基橙溶液的表观速率常数为ǎ坏盇母涸亓课%时,/%.
表现出最好的光催化活性,其速率常数为ǎ直鹗荶和商业..丁第三,通过室温沉淀法合成了立方体、边角切削八面体和八面体结构纳米晶体。对所制备的样品进行了一系列的表征、、、蚗砻髁⒎教褰峁笰擅拙逯饕R詛面为主,而八面体结构的纳米晶体以嫖V鳌9獯呋笛榉⑾郑诠饨到獾那钟里,嫖V鞯陌嗣嫣褰蟵面为主的立方体表现出更好的可见光光催化活性,其反应速率常数是后者的丁S捎趝面上存在着未与湮多余的纾鴞浚嫔螦佑隣原子刚好完全配位呈电中性。在可见光照射下嫦啾扔趝面更易于接受光生电子且产生更多的金属,从而更加有利于光生电子与空穴的分离,从而具有更好的光催化活性。但当的含量达到一定的程度,难以继续分解,最终形成了具有稳定的光催化活性的/体系。关键词:,/珹獯呋擅捉峁
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第引言:竺竺翌研究背景开辟了一条行之有效的治理环境污染的途型怠7从倘缦拢随着世界经济的飞速发展,世界人口总数的急剧增加,环境污染问题日益突出,来自纺织、造纸和其他工厂的含有有机染料的污水是环境污染问题的重要来源。在我国,掘统计,绝大部分江河湖泊都在不同程度上受到了污染。每年都有大量的有毒、有害固体、液体和气体废弃物排放到土壤、水和空气等环境中,并不断聚积、转移和转化,这严重地污染了地下水和地表水,进而严重威胁到人类赖以生存的生活环境和人们的身体健康。在过去的二十年里,半导体光催化反应作为一种有效的净化空气和水污染问题的技术引起了科学家们的广泛关注。半导体作为光催化剂能够通过光催化的氧化和还原反应高效地降解水和空气中各种各样的有机污染物,作为一种新型的环境治理技术,与传统的方法如物理吸附、过滤与沉降、微生物处理和高温焚烧法相比,光催化降解能在室温下彻底降解污染物而不需要进一步的处理,操作简单,这在很大程度上减少了治理过程的成本,并且不产生二次污染。因此,寻找并开发高效、低能耗、适用范围广和有强氧化能力的环境污染处理方法成为众多环境科学家们共同研究的目标。自年虷】等人发现桶氲继錞ゾУ缂戏⑾止獯化分解水的现象以来,半导体光催化材料的光催化反应就引起了人们的强烈关注。在上世纪年代中后期,,开创了光催化作用降解环境污染物的先河。然而,由于光催化材料普遍存在着光催化活性和量子效率低下等一些在当时无法解决的难题,光催化技术在上世纪年代都未能取得突破性的进展。直到上世纪年代,随着光催化反应机理的进一步揭示以及能够控制粒子尺寸,比表面积的纳米技术等方面取得开创性研究进展,为在环保领域应用光催化技术提供了创造性的机遇,为人类有机污染物其他许多研究表明,以半导体材料为光催化剂的光催化反应具有反应条件温和常在常温、室温的情况下⒀趸乖芰η俊⒛芡耆ń到庥谢廴疚铩⒔到馕廴疚武汉理工大学硕士学位论文
—二■‘光催化降解有机污染物的机理速度快、不产生二次污染、直接利用太阳光等优点【啤@冒氲继骞獯呋两到庥机污染物已经被证明是一种高效的