AgBr基復(fù)合光催化劑的可控制備及其光催化性能研究


摘要
隨著全球環(huán)境污染和能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展已成為人類關(guān)注的重要課題。光催化法以其操作較簡單、反應(yīng)條件較容易控制、無二次污染、氧化能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)逐漸地作為一種新的降解廢水的方法而得到人們的重視。但大部分傳統(tǒng)光催化劑具有太陽能利用率低、電子空穴容易復(fù)合等缺點(diǎn)，因此，發(fā)展新型的可見光響應(yīng)催化劑以提高光催化效率具有重要意義。鹵化銀是一類非常重要的半導(dǎo)體材料能帶隙較窄，有較強(qiáng)的響應(yīng)可見光的能力，廣泛的應(yīng)用于磁學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等很多領(lǐng)域。但是溴化銀由于它存在光敏性及不穩(wěn)定性，故較少單獨(dú)應(yīng)用在光催化研究的領(lǐng)域。要使AgBr克服自身缺陷穩(wěn)定地發(fā)揮催化作用，可以引入具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)的石墨烯，它的加入有利于抑制光生電子一空穴對(duì)的復(fù)合。近代已經(jīng)發(fā)展了很多種AgBr 和GO /AgBr的合成方法，本論文主要以硝酸銀，溴化鈉以及用修正后的Hummers法制備的石墨烯為原料，采用簡便的一步式溶液混合法來合成響應(yīng)可見光的GO / AgBr新興納米復(fù)合材料。通過制備得到的AgBr 和GO / AgBr納米復(fù)合材料，以x射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外可見漫反射光譜(DRS)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和拉曼光譜來表征GO / AgBr納米復(fù)合材料的光催化性能。通過采用羅丹明B(RhB)作為目標(biāo)有機(jī)污染物來檢測GO / AgBr納米復(fù)合材料的光催化活性。結(jié)果表明，AgBr納米顆粒均勻分布在石墨烯表面，且與之形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)。與純的AgBr粒子相比，GO/ AgBr納米復(fù)合材料對(duì)羅丹明B(RhB)污染物顯示更好的光催化性能。此外，光催化降解實(shí)驗(yàn)表明，在可見光下導(dǎo)致RhB降解的主要的活性物質(zhì)使O2W22;R26;自由基。GO與AgBr之間的強(qiáng)烈耦合作用能夠促進(jìn)界面電荷轉(zhuǎn)移和抑制電子-空穴對(duì)的復(fù)合，這是GO/ AgBr納米復(fù)合材料增加光催化活性的關(guān)鍵因素。最后，本文還提出了GO/ AgBr納米復(fù)合材料可能的光催化機(jī)理。


關(guān)鍵詞:GO/ AgBr復(fù)合材料、光催化劑、光降解